DE10035987B4

DE10035987B4 - Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers und Verwendung desselben zur Herstellung einer ungesinterten Keramikschicht und eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils

Info

Publication number: DE10035987B4
Application number: DE10035987A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Nagaokakyo Nakamura; Kazuyuki Nagaokakyo Naka
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: DE10035987A1; GB2355947A; US6579394B1; GB0017546D0; GB2355947B; TW474861B; CN1162262C; KR20010049853A; CN1281779A; KR100376084B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers, das einen gleichmäßig dispergierten keramischen Schlicker ohne übermäßige Beschädigung eines keramischen Pulvers erzeugen kann, sowie ein Verfahren zur Erzeugung einer keramischen Schlickerzusammensetzung, die zur Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils verwendet wird, aus dem ein nicht aufgelöstes Bindemittel präzis entfernt wird, zur Hand. Die vorliegende Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Erzeugung einer ungesinterten Keramikschicht und ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils zur Hand. Ein keramisches Pulver mit einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 mum wird mit einem Dispergierungslösemittel (Lösungsmittel) gemischt und mittels eines Medium-Dispergierungsverfahrens unter Verwendung eines Dispergierungsmediums, wie zum Beispiel Kugeln, Perlen oder Ähnliches, vermahlen, um einen gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, gefolgt von Hochdruckdispergierung unter einem Druck von 100 kg/cm·2· oder mehr. Die keramische Schlickerzusammensetzung enthält ein keramisches Pulver, ein Dispergierungsmittel, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch Mischen eines Lösungsmittels und des Bindemittels zur Bildung einer Lösung und durch Dispergieren des Bindemittels unter einem hohen Druck von 100 kg/cm·2· oder mehr hergestellte Bindemittellösung als Bindemittel verwendet ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers, einer keramischen Schlickerzusammensetzung und einer ungesinterten Keramikschicht zur Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers und einer keramischen Schlickerzusammensetzung, die zur Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils, wie zum Beispiel eines monolithischen Keramikkondensators, eines keramischen Mehrschichtsubstrats, etc., verwendet werden, sowie Verfahren zur Erzeugung einer ungesinterten Keramikschicht und eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils unter Verwendung des keramischen Schlickers oder der keramischen Schlickerzusammensetzung.
Ein keramisches Mehrschicht-Elektronikbauteil, beispielsweise ein monolithischer Keramikkondensator, ein keramisches Mehrschichtsubstrat oder Ähnliches, wird üblicherweise durch die Schritte des Laminierens von ungesinterten Keramikschichten, des Pressens der laminierten ungesinterten Schichten und dann des Wärmebehandelns des laminierten Produkts, um die Keramik und die Elektroden zu sintern, hergestellt.
Zum Beispiel bei der Herstellung eines monolithischen Keramikkondensators mit einem Aufbau, bei dem Innenelektroden 2 in einem keramischen Bauelement 1 vorgesehen sind, und ein Paar Außenelektroden 3a und 3b zur Verbindung mit den wie in 1 gezeigt abwechselnd zu verschiedenen Seitenenden geführten Innenelektroden 2 vorgesehen sind, wird das folgende Verfahren verwendet.

(1) Zuerst wird eine Kapazität bildende Innenelektrode an einer ungesinterten Keramikschicht vorgesehen, um eine mit einer Elektrode versehene Schicht 11 auszubilden (2).
(2) Als Nächstes wird eine vorbestimmte Anzahl der mit Elektroden versehenen Platten 11 laminiert, und ungesinterte Keramikschichten (Außenlagen-Schichten) 21 ohne Elektroden werden auf die Ober- und Unterseiten der laminierten Schichten laminiert, gefolgt von Pressen zur Bildung eines laminierten Produkts (eines laminierten gepressten Körpers), bei dem die Enden der Innenelektroden 2 abwechselnd zu verschiedenen Seitenenden geführt sind.
(3) Der laminierte gepresste Körper wird unter vorbestimmten Bedingungen gebrannt, um die Keramik zu sintern, und dann wird die leitende Paste nach dem Brennen an beiden Enden des laminierten Produkts (des keramischen Bauelements) 1 beschichtet (1) und zur Ausbildung der mit den Innenelektroden 2 verbundenen Außenelektroden 3a und 3b (1) wärmebehandelt.

Dadurch wird der in 1 gezeigte monolithische Keramikkondensator erhalten.
Andere keramische Mehrschicht-Elektronikbauteile, beispielsweise ein laminiertes keramisches Mehrschichtsubstrat, etc., werden ebenfalls durch den Schritt des Laminierens von ungesinterten Keramikschichten hergestellt.
Jede der zur Herstellung der keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteile verwendeten ungesinterten Keramikschichten wird im Allgemeinen durch ein Verfahren erzeugt, bei dem ein keramisches Pulver mit einem Dispergierungsmedium (Lösungsmittel), einem Dispergierungsmittel, einem Bindemittel, einem Plastifizierungsmittel, etc. bei einem vorbestimmten Verhältnis gemischt wird und durch Verwenden einer Medium-Dispergierungsmaschine, beispielsweise einer Perlenmühle, einer Kugelmühle, einer Scheibenmühle, eines Farbschüttlers, einer Sandmühle oder Ähnliches, zur Erzeugung eines keramischen Schlickers vermahlen wird, und der so erzeugte keramische Schlicker wird mittels eines Schabklingenverfahrens zu einer Schicht mit einer vorbestimmten Dicke ausgebildet und dann getrocknet.
In den letzten Jahren wurde wie bei anderen Elektronikbauelementen auch bei verschiedenen keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteilen, wie zum Beispiel monolithischen Keramikkondensatoren, eine kleinere Größe und eine höhere Leistung gefordert. Daher wurde von den zur Herstellung des keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils verwendeten ungesinterten Keramikschichten eine geringe Dicke gefordert, was zu der Notwendigkeit der Verwendung sehr dünner ungesinterter Keramikschichten mit einer Dicke von 10 μm oder weniger führt.
Zur Erzeugung einer derartigen dünnen ungesinterten Keramikschicht muss ein keramischer Schlicker, der ein darin hinreichend dispergiertes keramisches Rohmaterialumfasst, zur Erzeugung der ungesinterten Keramikschichten verwendet werden, und daher muss ein keramisches Rohmaterial, das ein feines Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1,0 μm umfasst, als keramisches Rohmaterialpulver verwendet werden.
Bei dem herkömmlichen Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers, das das Mischen des keramischen Pulvers mit einem Dispergierungsmedium (Lö sungsmittel), einem Dispergierungsmittel, einem Bindemittel, einem Plastifizierungsmittel, etc. bei einem vorbestimmten Verhältnis und dann das Vermahlen des Gemischs unter Verwendung einer Medium-Dispergierungsmaschine, beispielsweise einer Perlenmühle, einer Kugelmühle, einer Scheibenmühle, eines Farbschüttlers, einer Sandmühle oder Ähnliches umfasst, ist es schwierig, das feine keramische Pulver von 1,0 μm oder weniger hinreichend zu dispergieren. Daher kann unter realen Bedingungen kein keramischer Schlicker mit Dispergiergleichmäßigkeit erhalten werden, was zu Schwierigkeiten bei der Erzeugung einer hochwertigen dünnen ungesinterten Keramikschicht führt.
Die unter Verwendung des keramischen Schlickers, der durch das oben beschriebene herkömmliche Verfahren erzeugt wurde, erzeugte ungesinterte Keramikschicht weist nämlich dahingehend Probleme auf, dass (1) die Oberflächenebenheit nicht ausreichend ist, (2) keine hohe Dichte und keine ausreichende Zugkraft erzielt werden können und (3) aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung von Harzen, beispielsweise des Bindemittels, des Plastifizierungsmittels, etc., die Schrumpfungsrate abhängig von den Positionen in dem Brennschritt nach dem Laminieren schwankt, so dass keine ausreichende Maßgenauigkeit erhalten wird. Diese Probleme werden insbesondere bei Verwendung eines Bindemittels mit einem hohen Polymerisationsgrad signifikant.
In manchen Fällen umfasst das herkömmliche Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers das Dispergieren des keramischen Pulvers durch zwangsweises Anwenden einer Kollision oder eines Aufpralls unter Verwendung einer mit Kugeln gefüllten Kugelmühle oder einer mit Perlen gefüllten Perlenmühle, um die Dispergierbarkeit zu verbessern. In diesem Fall besteht das Problem, dass das keramische Pulver aufgrund übermäßiger Vermahlkraft der Kollision oder des Aufpralls stark beschädigt wird, so dass eine Verschlechterung der Kristallinität des keramischen Pulvers und einer Vergrößerung der spezifischen Oberfläche bewirkt wird, wodurch kein keramisches Mehrschicht-Elektronikbauteil mit den gewünschten elektrischen Eigenschaften erhalten wird.
In manchen Fällen wird ein Hochdruck-Dispergierungsverfahren verwendet, bei dem unter hohem Druck das Fließen eines ein keramisches Pulver enthaltenden Schlickers verursacht wird, so dass das keramische Pulver durch Kollisions- oder Aufprallkraft dispergiert wird. Bei diesem Verfahren ist jedoch die Vermahlkraft der Hochdruck-Dispergierung allein geringer als das Vermahlverfahren mittels zwangsweiser Kollisions- oder Aufprallkraft unter Verwendung der Medium-Dispergierungsmaschine, zum Beispiel einer Kugelmühle, einer Perlenmühle oder Ähnliches, was zu Schwierigkeiten beim hinreichenden Vermahlen stark agglomerierter Partikel führt. Somit liegt das Problem vor, dass keine hochwertige ungesinterte Keramikschicht erhalten werden kann, da kein hinreichend dispergierter keramischer Schlicker erzeugt werden kann.
Ein weiteres Dispergierungsverfahren umfasst das Bewirken einer Kollision eines ein keramischen Pulver enthaltenden und aus einer kleinen Austrittsöffnung oder Düse durch Ausüben eines hohen Drucks ausgestossenen Schlickers mit einer kompakten Wand aus hartem Material, beispielsweise Sinterkarbid, Keramik, Diamant oder Ähnlichem, oder das Bewirken einer Kollision der von einer Vielzahl kleiner Austrittsöffnungen oder Düsen ausgestossenen Materialien miteinander. Bei diesem Verfahren kann, wenn der Schlicker der gleichen Energie wie bei dem vorstehenden Hochdruck-Dispergierungsverfahren ausgesetzt wird, die auf das fließende keramische Pulver ausgeübte Spannung erhöht werden. Auch wenn stark agglomerierte Partikel vermahlen werden können, kann jedoch aufgrund mangelhafter Gleichmäßigkeit kein hinreichend dispergierter keramischer Schlicker erzeugt werden, was zu dem Problem führt, dass keine hochwertige ungesinterte Keramikschicht erhalten werden kann.
Mängel, wie zum Beispiel Nadelstiche, treten weiterhin bei der dünnen ungesinterten Keramikschicht schnell auf und die Verwendung derartiger ungesinterter Keramikschichten zur Herstellung des in 1 gezeigten monolithischen Keramikkondensators bewirkt einen Kurzschluss (Kurzschlussausfall) zwischen den einander gegenüberliegenden Innenelektroden 2 mit der dazwischen ausgebildeten keramischen Lage.
Die Mängel der ungesinterten Keramikschicht, die einen Kurzschlussausfall bewirken, werden hauptsächlich aufgrund des Vorliegens des nicht ausgelösten Bindemittels in dem zur Erzeugung der ungesinterten Keramikschicht verwendeten keramischen Schlicker erzeugt. Es hat sich gezeigt, dass der Gehalt des nicht aufgelösten Bindemittels eine starke Auswirkung auf die Häufigkeitsrate des Kurzschlussausfalls hat.
Als Bindemittel für den zur Erzeugung der ungesinterten Keramikschicht verwendeten keramischen Schlicker wird im Allgemeinen ein Polyvinylbutyralharz, ein Celluloseharz, ein Acrylharz, ein Vinylacetatharz, ein Polyvinylalkoholharz oder Ähnliches verwendet. Im Allgemeinen wird eine Bindemittellösung verwendet, die durch Mischen und Rühren eines derartigen Bindemittels und eines Lösemittels, wie zum Beispiel Toluol, Xylol, Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Butylalkohol oder Ähnliches, hergestellt wird.
Das Bindemittel kann jedoch nicht allein durch Mischen und Rühren des Bindemittels und des Lösungsmittels vollständig in dem Lösungsmittel aufgelöst werden, und somit bleibt das nicht aufgelöste Material in der Bindemittellösung. Ein allgemeines mögliches Verfahren zur Trennung und Beseitigung des nicht aufgelösten Materials ist zwar ein Filtrationsverfahren, die Bindemittellösung besitzt jedoch eine hohe Viskosität und somit eine hohe Festigkeit bei der Filtration, was eine Einschränkung der Filtration mit einem Filter kleiner Porengröße bewirkt. Unter realen Bedingungen ist es schwierig das nicht aufgelöste Material vollständig zu beseitigen.
Ein weiteres mögliches Verfahren umfasst das Filtern des keramischen Schlickers nach der Zugabe des das nicht aufgelöste Material enthaltenden Bindemittels. Dieses Verfahren weist jedoch ebenfalls eine Beschränkung der Filtration mit einem Filter kleiner Porengröße auf, da der Filter leicht durch das keramische Pulver verstopft wird.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehenden Situation verwirklicht, und eine Aufgabe der vorstehenden Erfindung besteht darin, Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers und einer keramischen Schlickerzusammensetzung, aus denen ein nicht aufgelöstes Bindemittel präzise entfernt wird, und Verfahren zur Erzeugung einer ungesinterten Keramikschicht und eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils unter Verwendung des keramischen Schlickers oder der keramischen Schlickerzusammensetzung zur Hand zu geben.

Zur Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers, welcher zur Erzeugung eines keramischen Elektronikbauteils verwendet wird, erstens einen Mischvermahlschritt des Mischens eines keramischen Pulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm mit einem Dispergierungslösungsmittel und des Vermahlens des keramischen Pulvers durch ein Medium-Dispergierungsverfahren unter Verwendung eines Dispergierungsmediums, wie zum Beispiel Kugeln, Perlen oder Ähnliches, um einen gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, und zweitens einen Hochdruck-Dispergierungsschritt des Dispergierens des gemischten und vermahlenen Schlickers unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um einen dispersen Schlicker zu erhalten.

Das keramische Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm wird mit dem Dispergierungslösungsmittel gemischt und durch das Medium-Dispergierungsverfahren unter Verwenden des Dispergierungsmediums, wie zum Beispiel Kugeln, Perlen oder Ähnliches, vermahlen, um den gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, und der gemischte und vermahlene Schlicker wird unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr dispergiert, um einen dispersen Schlicker zu erhalten, bei dem das keramische Pulver hinreichend dispergiert ist. Das keramische Pulver wird im Einzelnen durch eine Kombination des Medium-Dispergierungsverfahrens und des Hochdruck-Dispergierungsverfahrens dispergiert, so dass das keramische Pulver gleichmäßig dispergiert werden kann, während eine Verschlechterung der Kristallinität des keramischen Pulvers und eine ü bermäßige Zunahme der spezifischen Oberfläche unterbunden wird, wodurch ein hochwertiger keramischer Schlicker erzeugt wird.

In der vorliegenden Erfindung kann als Dispergierungslösungsmittel ein Lösungsmittel, das ein Dispergiermittel, ein Plastifizierungsmittel und ein Antistatikmittel enthält, verwendet werden, und andere Zusätze können dem Lösungsmittel zugesetzt werden.

In der vorliegenden Erfindung wird unter Hochdruck-Dispergierungsmittel ein Verfahren der Dispergierung des Schlickers unter Verwendung einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung verstanden, bei der eine unter hohen Druck zu dispergierende Lösung zur Kollision mit einer Wand gebracht wird oder durch einen Durchlauf mit einem allmählich konisch verjüngten Durchmesser geführt wird.

Die vorliegende Erfindung wird zwar vorteilhaft auf einen Fall angewendet, bei dem das keramische Pulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser (einen durch ein Elektronenmikroskop gemessenen durchschnittlichen ersten Partikeldurchmesser) in dem Bereich von 0,01 bis 1 μm aufweist, doch kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Fall angewendet werden, bei dem der durchschnittliche Partikeldurchmesser außerhalb des Bereichs von 0,01 bis 1 μm liegt.

Bei dem Verfahren zur Erzeugung des keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung kann das Mischen und Vermahlen durch das Medium-Dispergierungsverfahren mit zugegebenem Bindemittel durchgeführt werden.

Selbst bei Zugabe eines Bindemittels bei Durchführung des Mischvermahlschritts kann das keramische Pulver ohne übermäßige Beschädigung des keramischen Pulvers gleichmäßig dispergiert werden, so dass ein hochwertiger keramischer Schlicker erzeugt wird.

Der Zeitpunkt der Zugabe des Bindemittels ist nicht beschränkt, und das Bindemittel kann zuvor mit dem Dispergierungslösungsmittel gemischt oder zu dem Zeit punkt gemischt werden, da das keramische Pulver in dem Dispergierungslösungsmittel dispergiert wird.

In einer weiteren Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers, der zur Herstellung eines keramischen Elektronikbauteils verwendet wird, den Mischvermahlschritt des Mischens eines keramischen Pulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm mit einem Dispergierungslösungsmittel, das kein Bindemittel enthält, und des Vermahlens des keramischen Pulvers mittels eines Medium-Dispergierungsverfahrens unter Verwendung eines Dispergierungsmediums, beispielsweise Kugeln, Perlen oder Ähnliches, um einen gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, und den Hochdruck-Dispergierungsschritt der Zugabe des Bindemittels zu dem gemischten und vermahlenen Schlicker und des Dispergierens des sich ergebenden Gemischs unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um einen dispersen Schlicker zu erhalten.

Das keramische Pulver wird mit dem Dispergierungslösungsmittel, das kein Bindemittel enthält, gemischt und mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens vermahlen, um den gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, und das Bindemittel wird dem gemischten und vermahlenen Schlicker zugegeben, gefolgt von Dispergierung unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um den dispersen Schlicker zu erhalten, in dem das keramische Pulver hinreichend dispergiert ist.

Das Bindemittel geliert im Einzelnen in manchen Fällen in dem Dispergierungslösungsmittel, und daher wird das keramische Pulver mit dem Dispergierungslösungsmittel gemischt und mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens vermahlen, bevor das Bindemittel zugegeben wird, um die Effizienz des Mischens und des Vermahlens verglichen mit dem Mischen und Vermahlen des keramischen Pulvers in einem teilweise gelierten Zustand mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens zu verbessern. Daher kann die Enddispergierbarkeit des keramischen Pulvers weiter verbessert werden.

In einer noch weiteren Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers, der zur Herstellung eines keramischen Elektronikbauteils verwendet wird, den Mischvermahlschritt des Mischens eines keramischen Pulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm mit einem Dispergierungslösungsmittel, das kein Bindemittel enthält, und des Vermahlens des keramischen Pulvers mittels eines Medium-Dispergierungsverfahrens unter Verwendung eines Dispergierungsmediums, beispielsweise Kugeln, Perlen oder Ähnliches, um einen gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, den ersten Hochdruck-Dispergierungsschritt der Dispergierung des gemischten und vermahlenen Schlickers unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um einen ersten dispersen Schlicker zu erhalten, und den zweiten Hochdruck-Dispergierungsschritt der Zugabe des Bindemittels zu dem ersten gemischten und vermahlenen Schlicker und weiterhin der Dispergierung des sich ergebenden Gemischs unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um einen zweiten dispersen Schlicker (endgültigen dispersen Schlicker) zu erhalten.

Das keramische Pulver wird mit dem Dispergierungslösungsmittel, das kein Bindemittel enthält, gemischt und mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens vermahlen, um den gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, und der gemischte und vermahlene Schlicker wird unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr dispergiert, um den ersten dispersen Schlicker zu erhalten. Das Bindemittel wird dem ersten dispersen Schlicker zugegeben, gefolgt von einer weiteren Dispergierung unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um den zweiten dispersen Schlicker zu erhalten. In diesem Fall kann das keramische Pulver ohne übermäßige Beschädigung des keramischen Pulvers gleichmäßig dispergiert werden, wodurch ein hochwertiger keramischer Schlicker erzeugt wird.

In einer weiteren Erscheinungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers, der zur Herstellung eines keramischen Elektronikbauteils verwendet wird, den ersten Mischvermahlschritt des Mischens eines keramischen Pulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm mit einem Dispergierungslösungsmittel, das kein Binde mittel enthält, und des Vermahlens des keramischen Pulvers mittels eines Medium-Dispergierungsverfahrens unter Verwendung eines Dispergierungsmediums, beispielsweise Kugeln, Perlen oder Ähnliches, um einen ersten gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, den zweiten Mischvermahlschritt der Zugabe des Bindemittels zu dem ersten gemischten und vermahlenen Schlicker und des Mischen und Vermahlens des sich ergebenden Gemischs mittels eines Medium-Dispergierungsverfahrens unter Verwendung eines Dispergierungsmediums, wie zum Beispiel Kugeln, Perlen oder Ähnliches, um einen zweiten gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, und den Hochdruck-Dispergierungsschritt der Dispergierung des zweiten gemischten und vermahlenen Schlickers unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um einen dispersen Schlicker zu erhalten.

Das keramische Pulver wird mit dem Dispergierungslösungsmittel, das kein Bindemittel enthält, gemischt und mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens vermahlen, um den ersten gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, das Bindemittel wird zum ersten gemischten und vermahlenen Schlicker zugegeben und das sich ergebende Gemisch wird erneut mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens gemischt und vermahlen, um den zweiten gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, gefolgt von Dispergierung unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr. In diesem Fall kann das keramische Pulver ohne übermäßige Beschädigung des keramischen Pulvers gleichmäßig dispergiert werden, wodurch ein hochwertiger keramischer Schlicker erzeugt wird.

Bei dem Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung wird eine Bindemittellösung, die durch Mischen und Rühren eines Lösungsmittels und des Bindemittels und dann Dispergieren des Bindemittels in dem Lösungsmittel unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr erhalten wird, als Bindemittel verwendet.

Durch Verwenden der Bindemittellösung, die durch Mischen und Rühren des Lösungsmittels und des Bindemittels und dann durch Dispergieren des Bindemittels unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr erhalten wurde, als Bindemittel, kann eine Gelierung, was bei der direkten Zugabe des Bindemittels bewirkt wird, verhindert werden, um die Dispergierbarkeit des keramischen Pulvers weiter zu verbessern.

Bei dem Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung wird eine Bindemittellösung als Bindemittel verwendet, die durch Mischen und Rühren des Lösungsmittels und des Bindemittels zur Bildung einer bindemittelgemischten Lösung und dann durch Erwärmen der bindemittelgemischten Lösung unter Rückfluss bei 40 bis 100°C erhalten wird.

Durch Verwenden der Bindemittellösung, die durch Mischen und Rühren des Lösungsmittels und des Bindemittels zur Bildung einer bindemittelgemischten Lösung und dann durch Erwärmen der bindemittelgemischten Lösung unter Rückfluss bei 40 bis 100°C erhalten wird, als Bindemittel, kann das Bindemittel in einem Zustand zugegeben werden, in dem das Bindemittel zuverlässig aufgelöst ist (ein Zustand ohne Aggregation der μm-Größe), wodurch die Dispergierbarkeit des keramischen Pulvers weiter verbessert wird.

Bei dem Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung weist der disperse Schlicker (der endgültige disperse Schlicker) eine Viskosität von 0,01 bis 0,1 Pas auf.

Bei einem dispersen Schlicker (einem endgültigen dispersen Schlicker) mit einer Viskosität von 0,01 bis 0,1 Pas ist der keramische Schlicker zur Verwendung in dem Verfahren zur Bildung einer ungesinterten Keramikschicht geeignet, wodurch die vorliegende Erfindung effektiver gemacht wird.

Bei dem Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung verwendet das Medium-Dispergierungsverfahren eine Kugelmühle oder eine Perlenmühle.

Durch Verwendung des Verfahrens unter Verwendung einer Kugelmühle oder Perlenmühle als Medium-Dispergierungsverfahren können agglomerierte Keramikpartikel zuverlässig vermahlen werden, wodurch die vorliegende Erfindung effektiver gemacht wird.

Ein Verfahren zur Erzeugung einer ungesinterten Schicht der vorliegenden Erfindung umfasst das Bilden eines keramischen Schlickers, der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu einer Schicht auf einem vorbestimmten Substrat erzeugt wurde, um eine ungesinterte keramische Schicht mit einer Dicke von 0,1 bis 10 μm zu bilden.

Da der durch das oben beschriebene Verfahren erzeugte keramische Schlicker das keramische Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm, das in dem Dispergierungslösungsmittel hinreichend dispergiert ist, umfasst, kann eine hochwertige ungesinterte Keramikschicht mit einer geringen Dicke (0,1 bis 10 μm) durch Ausbilden des keramischen Schlickers zu einer Schicht zuverlässig erzeugt werden. Es ist nämlich möglich, eine ungesinterte Keramikschicht mit ausgezeichneter Oberflächenebenheit, einer hohen Dichte, hoher Zugfestigkeit und Gleichmäßigkeit der Verteilung von Harzen, beispielsweise des Bindemittels, des Plastifizierungsmittels, etc., die für die Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils geeignet ist, zu erhalten.

Ein Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils der vorliegenden Erfindung umfasst das Bilden von ungesinterten Keramikschichten durch Verwendung eines mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugten keramischen Schlickers, das Laminieren einer Vielzahl der ungesinterten Keramikschichten mit Innenelektroden aus unedlem Metall, das Schneiden und Brennen des laminierten Produkts und dann das Bilden der Außenelektroden.

Eine Vielzahl der ungesinterten Keramikschichten, die durch Verwenden des durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugten keramischen Schlickers gebildet werden, werden mit Innenelektroden aus unedlem Metall zusammenlaminiert, das la minierte Produkt wird geschnitten und gebrannt und die Außenelektroden werden darauf ausgebildet, um ein hochwertiges keramisches Mehrschicht-Elektronikbauteil mit den gewünschten Eigenschaften und mit hoher Zuverlässigkeit zu erhalten.

1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines durch Laminieren von ungesinterten Keramikschichten erzeugten monolithischen Keramikkondensators zeigt;

2 ist eine Zeichnung, die ein Verfahren zur Herstellung eines monolithischen Keramikkondensators zeigt;

3 ist eine Zeichnung, die schematisch die Bauweise einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung, die zur Ausführung eines Verfahrens zur Erzeugung eines keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt;

4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Dispergierungseinheit (einen Durchlauf) einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung, die zur Ausführung eines Verfahrens zur Erzeugung des keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt;

5 ist eine Schnittansicht der in 4 gezeigten Dispergierungseinheit (eines Durchlauf) der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung;

6 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel einer Dispergierungseinheit (eines Durchlaufs) einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung, die zur Ausführung eines Verfahrens zur Erzeugung des keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt;

7 ist eine Schnittansicht der in 6 gezeigten Dispergierungseinheit (des Durchlaufs) der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Ausführungen eingehender beschrieben.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung sind die Art und Zusammensetzung eines keramischen Pulvers nicht beschränkt, und es können verschiedene keramische Pulver, wie zum Beispiel dielektrische keramische Pulver aus Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Bleititanat und Ähnlichem, magnetische keramische Pulver aus Ferrit oder Ähnlichem, piezoelektrische keramische Pulver, Isolatorkeramikpulver aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid und Ähnlichem für den keramischen Schlicker verwendet werden.

Bezüglich des Partikeldurchmessers des keramischen Pulvers kann im Grunde jeder Partikeldurchmesser problemlos verwendet werden, solange das keramische Pulver durch eine Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung geführt werden kann. Die vorliegende Erfindung weist jedoch die größte Wirkung bei Anwendung bei einem keramischen Pulver mit einem durch ein Elektronenmikroskop ermittelten durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm auf, der bei Dispergierung mit einem herkömmlichen Dispergierungsverfahren Schwierigkeiten verursacht.

Das keramische Pulver kann Zusätze und Verunreinigungen enthalten. Bei dem Bariumtitanat als Hauptbestandteil enthaltenden keramischen Pulver kann zum Beispiel das keramische Pulver Glas-, Magnesiumoxid-, Manganoxid-, Bariumoxid-, Seltenerdoxid- und Calciumoxidbestandteile als Zusätze enthalten.

Bei der vorliegenden Erfindung ist auch die Art eines Dispergierungslösungsmittels (Lösungsmittels) nicht beschränkt, und es können zum Beispiel aromatische Lösungsmittel wie Toluol, Xylol und Ähnliches, alkoholische Lösungsmittel wie Äthylalkohol, Isopropylalkohol, Butylalkohol oder Ähnliches verwendet werden. Diese Lösungsmittel können unabhängig oder in einem Gemisch verwendet werden. Als Dispergierungslösungsmittel können andere organische Lösungsmittel und auch Wasser verwendet werden.

Bevorzugte Beispiele für Dispergierungsmittel, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen anionische Dispergierungsmittel, wie zum Beispiel Carboxylate, Sulfonate, Phosphate und Ähnliches. Carbonsäure-Dispergierungsmittel, die kein Metallion enthalten, werden bevorzugter verwendet. Die Art des Dispergierungsmittels ist nicht beschränkt, und es können auch verschiedene andere Dispergierungsmittel verwendet werden.

Als Bindemittel können Polyvinylbutyralharze, Celluloseharze, Acrylharze, Vinylacetatharze und Ähnliches verwendet werden. Die Art und Menge des Bindemittels werden jedoch entsprechend der gewünschten ungesinterten Keramikschicht entsprechend gewählt.

Als Plastifizierungsmittel können verschiedene Plastifizierungsmittel, wie zum Beispiel Polyethylenglykol, Phthalate und Ähnliches verwendet werden. Die Art und Menge des Plastifizierungsmittels werden jedoch entsprechend der gewünschten ungesinterten Keramikschicht entsprechend gewählt.

Die Bedingungen für die Zusätze, wie zum Beispiel das keramische Pulver, das Dispergierungslösungsmittel, das Dispergierungsmittel, das Plastifizierungsmittel, etc., werden in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Bedingungen können auf die Dispergierung des gemischten Schlickers, der diese Zusätze enthält, angewendet werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die Beispiele eingehender beschrieben.
Beispiel 1

(1) 100 Masseteile eines handelsüblichen dielektrischen Materials (in diesem Beispiel ein Bariumtitanat-Keramikpulver) mit einem Partikeldurchmesser von 0,2 μm wurden mit 2 Masseteilen anionischen Dispergierungsmittels, 80 Masseteilen von 10 Masseprozent Lösung eines Acrylharzbindemittels, 1,4 Masseteilen Dioc tylphathalt (nachfolgend als "DOP" bezeichnet), das als Plastifizierungsmittel dient, und 50 Masseteilen von je Toluol und Ethanol als Dispergierungslösungsmittel (Lösungsmittel) gemischt und 500 Masseteile Zirkoniakugeln mit einem Durchmesser von 2 mm wurden dem sich ergebenden Gemisch zugegeben.
(2) Als Nächstes wurde der so erhaltene gemischte Schlicker mittels einer Kugelmühle 5 Stunden lang gemischt und vermahlen.
(3) Dann wurde der durch Mischen und Vermahlen mittels der Kugelmühle erhaltene gemischte und vermahlene Schlicker 20 mal unter einem Druck von 130 MPa mittels einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. behandelt, um einen dispersen Schlicker (endgültigen dispersen Schlicker) zur Erzeugung ungesinterter Keramikschichten zu erhalten.

Die Dispergierbarkeit des so erhaltenen dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs-Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies im Ergebnis einen integrierten 90%-Durchmesser (D90) von 0,45 μm auf.
Der disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen. Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 8%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 60 nm und das Dichteverhältnis betrug 1,00.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator mit einem Aufbau erzeugt, bei dem die Innenelektroden 2 in dem Keramikbauelement 1 vorgesehen waren, und ein Paar der Außenelektroden 3a und 3b an beiden Enden des Keramikbauelements 1 vorgesehen waren, so dass sie mit den Innenelektroden 2 verbunden waren, die wie in 1 gezeigt abwechselnd zu verschiedenen Seitenenden geführt waren.
Der monolithische Keramikkondensator wurde mittels folgenden Verfahrens hergestellt:

(1) Als erstes wurde Ni-Paste mittels Siebdruck auf jede der ungesinterten Keramikschichten, die wie oben beschrieben erzeugt wurden, aufgetragen, um eine mit einer Elektrode versehene Schicht zu bilden, auf der eine Kapazität bildende Innenelektrode vorgesehen war.

Als Nächstes wurden, wie in 2 gezeigt, eine vorbestimmte Anzahl (in diesem Beispiel 70 Lagen) von mit Elektroden versehenen Schichten 11 laminiert und die ohne Elektrode versehenen ungesinterten Keramikschichten (Außenlagen-Schichten) 21 wurden auf den Ober- und Unterseiten der laminierten Schichten laminiert, gefolgt von Pressen. Das Ergebnis war die Bildung eines laminierten Produkts (laminierten gepressten Produkts), bei dem die Enden der Innenelektroden 2 abwechselnd zu verschiedenen Seitenenden geführt waren.

(3) Dann wurde das laminierte gepresste Produkt mit einer Plättchenschneidemaschine auf eine vorbestimmte Größe zugeschnitten, und es wurden die Bindemittelentfernung und das Brennen durchgeführt.

Die Bindemittelentfernung wurde mittels Wärmebehandlung in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt.
Das Brennen wurde durch Erwärmen auf eine vorbestimmte Temperatur in einer schwach reduzierenden Atmosphäre durchgeführt.

(4) Dann wurde die Silber umfassende leitende Paste als leitender Bestandteil an beiden Enden des gebrannten laminierten Produkts (Keramikbauelement) 1 aufgetragen und dann wärmebehandelt, um die mit den Innenelektroden 2 verbundenen Außenelektroden 3a und 3b (1) zu bilden.

Dadurch wurde ein monolithischer Keramikkondensator, der die in 1 gezeigten Ni-Innenelektroden 2 umfasste, erhalten.
Die Messung der Kurzschlussrate (Häufigkeitsrate des Kurzschlusses) des wie vorstehend beschrieben erzeugten monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine gute Kurzschlussrate von 3,0% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 2

(1) Zuerst wurden 100 Masseteile eines handelsüblichen dielektrischen Materials (in diesem Beispiel ein Bariumtitanat-Keramikpulver) mit einem Partikeldurchmesser von 0,2 μm mit 2 Masseteilen anionischen Dispergierungsmittels und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol gemischt, und 500 Masseteile Zirkoniakugeln mit einem Durchmesser von 2 mm wurden dem sich ergebenden Gemisch zugegeben.
(2) Als Nächstes wurde der so erhaltene gemischte Schlicker mittels einer Kugelmühle 5 Stunden lang gemischt und vermahlen.
(3) Dann wurde der durch Mischen und Vermahlen mittels der Kugelmühle erhaltene gemischte und vermahlene Schlicker herausgenommen, und es wurde dem Schlicker eine Bindemittellösung zugegeben. Die Bindemittellösung war zuvor durch Mischen und Rühren von 10 Masseteilen Acrylharzbindemittel, 1,4 Massetei len DOP als Plastifizierungsmittel und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol als Lösungsmittel zur Bildung einer Lösung erzeugt worden.
(4) Das sich ergebende Gemisch wurde 15 mal unter einem Druck von 130 MPa mittels einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. behandelt, um einen dispersen Schlicker (endgültigen dispersen Schlicker) zur Erzeugung ungesinterter Keramikschichten zu erhalten.

Die Dispergierbarkeit des so erhaltenen dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs-Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies als Ergebnis D90 von 0,45 μm auf.
Der disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen. Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 8%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 60 nm und das Dichteverhältnis betrug 1,00.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt.
Da der monolithische Keramikkondensator mittels des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 erzeugt wurde, wurde auf seine Beschreibung zur Vermeidung einer Doppelbeschreibung verzichtet.
Die Messung der Kurzschlussrate des erzeugten monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine gute Kurzschlussrate von 3,0% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 3

(1) Zuerst wurden 100 Masseteile eines handelsüblichen dielektrischen Materials (in diesem Beispiel ein Bariumtitanat-Keramikpulver) mit einem Partikeldurchmesser von 0,2 μm mit 2 Masseteilen anionischen Dispergierungsmittels und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol gemischt, und 500 Masseteile Zirkoniakugeln mit einem Durchmesser von 2 mm wurden dem sich ergebenden Gemisch zugegeben.
(2) Als Nächstes wurde der so erhaltene gemischte Schlicker mittels einer Kugelmühle 5 Stunden lang gemischt und vermahlen.
(3) Dann wurde der durch Mischen und Vermahlen mittels der Kugelmühle erhaltene gemischte und vermahlene Schlicker herausgenommen, und wurde 10 mal unter einem Druck von 130 MPa mittels der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. behandelt, um einen dispersen Schlicker (ersten dispersen Schlicker) zu erhalten.
(4) Dann wurde dem ersten dispersen Schlicker eine Bindemittellösung zugegeben. Die Bindemittellösung war zuvor durch Mischen und Rühren von 10 Masseteilen Acrylharzbindemittel, 1,4 Masseteilen DOP als Plastifizierungsmittel und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol als Lösungsmittel zur Bildung einer Lösung erzeugt worden.
(5) Das sich ergebende Gemisch wurde unter einem Druck von 130 MPa mittels einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. weitere 5 mal behandelt, um einen zweiten dispersen Schlicker (endgültigen dispersen Schlicker) zur Erzeugung ungesinterter Keramikschichten zu erhalten.

Die Dispergierbarkeit des so erhaltenen endgültigen dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs-Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies als Ergebnis D90 von 0,42 μm auf.
Der endgültige disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen. Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 8%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 55 nm und das Dichteverhältnis betrug 1,00.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt.
Da der monolithische Keramikkondensator mittels des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 erzeugt wurde, wurde auf seine Beschreibung zur Vermeidung einer Doppelbeschreibung verzichtet.
Die Messung der Kurzschlussrate des erzeugten monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine gute Kurzschlussrate von 3,0% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 4

(1) Zuerst wurden 100 Masseteile eines handelsüblichen dielektrischen Materials (in diesem Beispiel ein Bariumtitanat-Keramikpulver) mit einem Partikeldurchmesser von 0,2 μm mit 2 Masseteilen anionischen Dispergierungsmittels und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol gemischt, und 500 Masseteile Zirkoniakugeln mit einem Durchmesser von 2 mm wurden dem sich ergebenden Gemisch zugegeben.
(2) Als Nächstes wurde der so erhaltene gemischte Schlicker mittels einer Kugelmühle 5 Stunden lang gemischt und vermahlen.
(3) Dann wurde der durch Mischen und Vermahlen mittels der Kugelmühle erhaltene gemischte und vermahlene Schlicker herausgenommen, und wurde 10 mal unter einem Druck von 130 MPa mittels der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. behandelt, um einen dispersen Schlicker (ersten dispersen Schlicker) zu erhalten.
(4) Dann wurde dem ersten dispersen Schlicker eine Bindemittellösung zugegeben. Die Bindemittellösung war zuvor durch Mischen und Rühren von 10 Masseteilen Acrylharzbindemittel, 1,4 Masseteilen DOP als Plastifizierungsmittel und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol als Lösungsmittel zur Bildung einer Lösung und dann durch fünfstündiges Erwärmen der Lösung unter Rückfluss bei 65°C erzeugt worden.
(5) Das sich ergebende Gemisch wurde unter einem Druck von 130 MPa mittels einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. weitere 5 mal behandelt, um einen zweiten dispersen Schlicker (endgültigen dispersen Schlicker) zur Erzeugung ungesinterter Keramikschichten zu erhalten.

Die Dispergierbarkeit des so erhaltenen endgültigen dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs-Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies als Ergebnis D90 von 0,42 μm auf.
Der endgültige disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen. Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 8%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 55 nm und das Dichteverhältnis betrug 1,00.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt.
Da der monolithische Keramikkondensator mittels des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 erzeugt wurde, wurde auf seine Beschreibung zur Vermeidung einer Doppelbeschreibung verzichtet.
Die Messung der Kurzschlussrate des erzeugten monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine gute Kurzschlussrate von 1,5% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 5

(1) Zuerst wurden 100 Masseteile eines handelsüblichen dielektrischen Materials (in diesem Beispiel ein Bariumtitanat-Keramikpulver) mit einem Partikeldurchmesser von 0,2 μm mit 2 Masseteilen anionischen Dispergierungsmittels und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol gemischt, und 500 Masseteile Zirkoniakugeln mit einem Durchmesser von 2 mm wurden dem sich ergebenden Gemisch zugegeben.
(2) Als Nächstes wurde der so erhaltene gemischte Schlicker mittels einer Kugelmühle 5 Stunden lang gemischt und vermahlen.
(3) Dann wurde der durch Mischen und Vermahlen mittels der Kugelmühle erhaltene gemischte und vermahlene Schlicker herausgenommen, und wurde 10 mal unter einem Druck von 130 MPa mittels der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. behandelt, um einen dispersen Schlicker (ersten dispersen Schlicker) zu erhalten.
(4) Dann wurde dem ersten dispersen Schlicker eine Bindemittellösung zugegeben. Die Bindemittellösung war zuvor durch Mischen und Rühren von 10 Masseteilen Acrylharzbindemittel, 1,4 Masseteilen DOP als Plastifizierungsmittel und jeweils 35 Masseteilen Toluol und Ethanol als Lösungsmittel zur Bildung einer Lösung und dann durch fünfmaliges Behandeln der Lösung unter einem Druck von 130 MPa mittels der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. erzeugt worden.
(5) Das sich ergebende Gemisch wurde unter einem Druck von 130 MPa mittels einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung bei einem Durchsatz von 300 cc/min. weitere 5 mal behandelt, um einen zweiten dispersen Schlicker (endgültigen dispersen Schlicker) zur Erzeugung ungesinterter Keramikschichten zu erhalten.

Die Dispergierbarkeit des so erhaltenen endgültigen dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs-Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies als Ergebnis D90 von 0,42 μm auf.
Der endgültige disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen.
Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 8%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 55 nm und das Dichteverhältnis betrug 1,00.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt.
Da der monolithische Keramikkondensator mittels des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 erzeugt wurde, wurde auf seine Beschreibung zur Vermeidung einer Doppelbeschreibung verzichtet.
Die Messung der Kurzschlussrate des erzeugten monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine gute Kurzschlussrate von 0,5% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 6
Disperser Schlicker wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1 erzeugt, jedoch wurde Polyvinylbutyral als Bindemittel verwendet, und es wurde eine ungesinterte Keramikschicht unter Verwendung des so erzeugten dispersen Schlickers erzeugt.
Die Dispergierbarkeit des in diesem Beispiel erzeugten dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs- Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies als Ergebnis D90 von 0,45 μm auf.
Der disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen. Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 8%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker dieses Beispiels mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 60 nm und das Dichteverhältnis betrug 1,00.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt.
Da der monolithische Keramikkondensator mittels des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 erzeugt wurde, wurde auf seine Beschreibung zur Vermeidung einer Doppelbeschreibung verzichtet.
Die Messung der Kurzschlussrate des erzeugten monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine gute Kurzschlussrate von 3,0% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Vergleichsbeispiel 1
Disperser Schlicker wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1 erzeugt, jedoch wurde statt der in den Beispielen 1 bis 6 verwendeten Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung eine Sandmühle verwendet, und es wurde eine ungesinterte Keramikschicht unter Verwendung des so erzeugten dispersen Schlickers erzeugt.
Die Dispergierbarkeit des in diesem Vergleichsbeispiel erzeugten dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs-Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies als Ergebnis D90 von 0,60 μm auf.
Der disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen. Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 30%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker dieses Beispiels mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 110 nm und das Dichteverhältnis betrug 0,80.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator mittels des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des so erhaltenen monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass die Kurzschlussrate 50% hoch war. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R nicht.
Vergleichsbeispiel 2
Disperser Schlicker wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1 erzeugt, jedoch wurde der Schlicker statt bei 130 MPa unter einem Druck von 5 MPa mittels der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung dispergiert, und es wurde eine ungesinterte Keramikschicht unter Verwendung des so erzeugten dispersen Schlickers erzeugt.
Die Dispergierbarkeit des in diesem Vergleichsbeispiel erzeugten dispersen Schlickers wurde mittels einer von Micro Track Co., Ltd. hergestellten Partikelgrößenverteilungs-Messvorrichtung untersucht. Die Partikelgrößenverteilung wies als Ergebnis D90 von 0,60 μm auf.
Der disperse Schlicker wurde getrocknet und auf 500°C erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen, und dann wurde die spezifische Oberfläche gemessen. Die Zunahmerate der spezifischen Oberfläche betrug im Ergebnis 7%, ausgehend von der anfänglichen spezifischen Oberfläche.
Als Nächstes wurde der disperse Schlicker dieses Beispiels mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Die Oberflächenrauheit (Ra) der so gebildeten ungesinterten Keramikschicht wurde mittels eines Atomkraftmikroskops gemessen und das Verhältnis (gemessene Dichte/theoretische Dichte) der gemessenen Dichte zur theoretischen Dichte wurde als Dichteverhältnis der ungesinterten Keramikschicht ermittelt. Ra betrug im Ergebnis 110 nm und das Dichteverhältnis betrug 0,80.
Als Nächstes wurde durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht ein monolithischer Keramikkondensator mittels des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 1 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des so erhaltenen monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass die Kurzschlussrate 45% hoch war. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Die Dispergierbarkeit des dispersen Schlickers (des endgültigen dispersen Schlickers), der in jedem der Beispiele 1 bis 6 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erhalten wurde, die spezifische Oberfläche nach der Entfernung des Bindemittels, die Oberflächenrauheit und das Dichteverhältnis jeder der erzeugten ungesinterten Keramikschichten und die Kurzschlussrate und die Temperatureigenschaften der Kapazität jedes der monolithischen Keramikkondensatoren sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, und innerhalb des Schutzumfangs des Kerns der Erfindung können verschiedene Anwendungen und Abwandlungen bezüglich der Arten des keramischen Pulvers und eines Dispergierungslösungsmittels, der Art des Medium-Dispergierungsverfahrens, der Bauweise der für die Hochdruckdispergierung verwendeten Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung, der Arten und Zugabemengen der Zusätze, wie zum Beispiel eines Dispergierungsmittels, eines Plastifizierungsmittels, eines Antistatikmittels und Ähnliches, etc., erfolgen.
Wie vorstehend beschrieben wird bei dem Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung ein keramisches Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm mit einem Dispergierungslösungsmittel (Lösungsmittel) gemischt und mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens unter Verwendung eines Dispergierungsmediums, wie zum Beispiel Kugeln, Perlen oder Ähnliches, vermahlen, um einen gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, gefolgt von Hochdruckdispergierung unter einem Druck von 10 MPa oder mehr. Daher wird das keramische Pulver durch eine Kombination des Medium-Dispergierungsverfahrens und des Hochdruck-Dispergierungsverfahrens dispergiert, wodurch eine Verschlechterung der Kristallinität des keramischen Pulvers und eine übermäßige Zunahme der spezifischen Oberfläche, die bei der Dispergierung nur durch das Medium-Dispergierungsverfahren verursacht werden, unterdrückt wird. Im Gegensatz zur Dispergierung nur mittels des Hochdruck-Dispergierungsverfahrens kann auch ein unzureichendes Vermahlen agglomerierter Partikel unterdrückt werden, um das keramische Pulver gleichmäßig ohne übermäßige Beschädigung des keramischen Pulvers zu dispergieren, wodurch ein hochwertiger keramischer Schlicker effizient erzeugt wird.
Das Verfahren zur Erzeugung des keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung kann nämlich agglomerierte Partikel mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens wirksam vermahlen, was eine ideale Dispergierungsaus führung des Schlickers bei Vermeidung übermäßigen Vermahlens durch Hochdruckdispergierung erlaubt.
Die durch Verwenden des keramischen Schlickers mit einer guten Dispergierbarkeit erzeugte ungesinterte Keramikschicht weist eine hohe Dichte und ausgezeichnete Oberflächenebenheit auf. Daher kann bei der Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils mittels Verwendung der ungesinterten Keramikschicht die Kurzschlussrate zur Verbesserung der Zuverlässigkeit verringert werden. Weiterhin wird das keramische Pulver weniger beschädigt, wodurch die Zuverlässigkeit der gewünschten Eigenschaft verbessert wird.
3 ist eine Zeichnung, die die schematische Bauweise einer Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung zeigt, die zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung des keramischen Schlickers der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung umfasst eine Rohmaterialfülleinheit 31 zum Einfüllen von Rohmaterialien, eine Druckeinheit 32 zur Ausübung von Druck auf die eingefüllten Rohmaterialien, eine Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33, durch die das eingefüllte Rohmaterial (gemischter Schlicker) geführt wird, um das Material zu dispergieren, und eine Ablasseinheit 34 zum Ablassen des dispersen Schlickers, der durch Führen durch die im Wesentlichen geradlinige Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 dispergiert wird.
Die Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 dieser Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung umfasst, wie in 4 gezeigt, einen geradlinigen Abschnitt mit einer im Schnitt rechteckigen Form in der Richtung senkrecht zur axialen Richtung und Abmessungen mit einer Höhe H von 0,1 mm, einer Breite W von 0,5 mm und einer Länge L von 5 mm.
Die Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 weist einen Aufbau auf, bei dem eine Diamantlage 36 an dem Innenumfang eines aus Edelstahl gefertigten quadratischen Zylinders (eines äußeren Zylinders) 35, wie in 5 gezeigt vorgesehen ist, um Abriebfestigkeit zu gewährleisten.
6 und 7 zeigen ein weiteres Beispiel der Dispergierungseinheit (Durchlauf), wobei 6 eine perspektivische Ansicht, 7 eine Schnittansicht ist. Die in 6 und 7 gezeigte Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 weist eine im Schnitt kreisförmige Form in Richtung senkrecht zur axialen Richtung und einen Aufbau, bei dem die Innenseite verjüngt ist, so dass der Innendurchmesser in der Vorwärtsrichtung abnimmt, auf. Die Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 weist auch einen Aufbau auf, bei dem ein Rohr 37 aus Sinterkarbid, das eine an dessen Innenumfang ausgebildete Diamantlage 36 aufweist, in einen aus Edelstahl gefertigten Zylinder (äußeren Zylinder) 35, wie in 6 und 7 gezeigt, gepresst ist, um Abriebfestigkeit zu gewährleisten. Die Dicke der Diamantlage 36 nimmt in Vorwärtsrichtung zu, so dass der Innendurchmesser der Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 in der Vorwärtsrichtung abnimmt.
Die Form und die Bauweise der Dispergierungseinheit (des Durchlaufs) 33 der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung sind jedoch in der vorliegenden Vorrichtung nicht beschränkt, und die Schnittform ist nicht auf die oben beschriebene rechteckige Form und die kreisförmige Form beschränkt. Verschiedene Schnittformen, wie Quadrat, Dreieck, Ellipse und eine Kombination derselben, können verwendet werden.
Die Länge der Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 wird vorzugsweise in einem Bereich, in dem das Verhältnis (Länge/Kenndurchmesser) R_L/D der Länge zu dem Kenndurchmesser des Durchlaufs die Bedingung 30 ≤ RR_L/D ≤ 1.000 erfüllt, eingestellt. Der Grund hierfür ist, wie vorstehend beschrieben, dass bei R_L/D oder unter 30, das Verhältnis des Einfallsbereichs für das keramische Pulver erhöht wird, so dass es nicht die hinreichende vermahlende Wirkung erhält, während bei R_L/D von über 1.000 ein Druckverlust für die Vermahlwirkung zu groß wird.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst die Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung dieser Ausführung den im Wesentlichen geradlinigen Abschnitt mit einer im Schnitt rechteckigen oder kreisförmigen Form, während ein gebogener Abschnitt mit einem Biegungswinkel von 100° oder weniger oder ein gekrümmter Abschnitt mit einem Krümmungsradius von 3 mm oder weniger nicht an der stromaufwärtigen oder stromabwärtigen Seite des geradlinigen Abschnitts ausgebildet ist. Daher wird das keramische Pulver durch Kollisions- oder Aufprallkraft weniger beschädigt, bevor oder nachdem der Schlicker der Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 zugeführt wird, um den hochwertigen dispersen Schlicker zu erhalten.
Beim Führen des gemischten Schlickers durch die Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 beträgt die Wandschergeschwindigkeit vorzugsweise 10⁶ (1/s) oder mehr.

(1) In dem Durchlauf mit einer im Schnitt rechteckigen Form wird die Wandschergeschwindigkeit γ durch folgende Gleichung wiedergegeben: γ = Q × 6/h2 wobei Q eine Durchflussgeschwindigkeit pro Breite der Einheit und H die Höhe des Durchlaufs ist.
(2) Bei dem Durchlauf mit einer im Schnitt kreisförmigen Form wird die Wandschergeschwindigkeit γ durch folgende Gleichung wiedergegeben: γ = 4QV/πa2 wobei Q_V eine Volumendurchflussgeschwindigkeit und a der Radius des Durchlaufs ist.

Der erfindungsgemäße Durchlauf, der die obigen Anforderungen erfüllt, erzeugt eine maximale Scherspannung von 1.000 Pa oder mehr und/oder eine Wandscher geschwindigkeit von 10⁶ (1/s) oder mehr in einem Durchlauf des gemischten Schlickers unter den vorbestimmten Bedingungen. Die Scherspannung und/oder die Wandschergeschwindigkeit tragen zur Dispergierung und zum Vermahlen des keramischen Pulvers bei.
Die oben beschriebenen Materialien (das keramische Pulver, das Dispergierungslösungsmittel, das Bindemittel, das Dispergierungsmittel, das Plastifizierungsmittel, das Antistatikmittel, etc.) werden bei einem vorbestimmten Verhältnis in eine Tasse, eine Rührvorrichtung oder Ähnliches gegossen, und darin vorab gemischt, um einen gemischten Schlicker zu erhalten. Der so erhaltene gemischte Schlicker wird durch die Fülleinheit 31 der Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung (3) eingefüllt und bei 10 MPa oder mehr, vorzugsweise 30 MPa oder mehr, in der Druckeinheit 32 unter Druck gesetzt. Der unter Druck gesetzte Schlicker wird durch die große Scherspannung, die bei dem Fließen mit hoher Geschwindigkeit durch die Dispergierungseinheit (Durchlauf) 33 erzeugt wird, dispergiert. Der sich ergebende disperse Schlicker wird von der Ablasseinheit 34 ausgestoßen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, und innerhalb des Schutzumfangs des Kerns der Erfindung können verschiedene Anwendungen und Abwandlungen bezüglich der Arten des keramischen Pulvers und eines Dispergierungslösungsmittels, der Bauweise der für die Hochdruckdispergierung verwendeten Hochdruck-Dispergierungsvorrichtung, der Arten und Zugabemengen der Zusätze, bei zum Beispiel eines Dispergierungsmittels, eines Plastifizierungsmittels, eines Antistatikmittels und Ähnliches, etc., erfolgen.
Beispiel 15

(1) Zuerst wurden ein keramisches Pulver, ein Dispergierungsmittel und ein Lösungsmittel bei folgendem Verhältnis gemischt. (a) Dielektrisches Material (Zusätze enthaltendes keramisches Pulver) mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,2 μm: 100 Masseteile (b) Anionisches Dispergierungsmittel: 2 Masseteile (c) Lösungsmittel-Toluol: 35 Masseteile, Ethanol: 35 Masseteile
(2) Als Nächstes wurden 500 Masseteile Zirkoniakugeln mit einem Durchmesser von 2 mm den gemischten Rohmaterialien zugegeben und das Gemisch wurde mittels einer Kugelmühle 5 Stunden lang gemischt und vermahlen, um einen ersten keramischen Schlicker zu erhalten.
(3) Andererseits wurden ein Bindemittel, ein Plastifizierungsmittel und ein Lösungsmittel bei folgendem Verhältnis gemischt und gerührt, gefolgt von fünfmaligem Behandeln (Hochdruckdispergieren) unter einem Druck von 50 MPa, um eine Bindemittellösung zu erhalten. (a) Bindemittel (Acrylharzbindemittel): 10 Masseteile (b) Plastifizierungsmittel (Diocytlphthalat (nachfolgend als "DOP" bezeichnet)): 1,4 Masseteile (c) Lösungsmittel-Toluol: 100 Masseteile, Ethanol: 100 Masseteile
(4) Als Nächstes wurde die Bindemittellösung dem ersten keramischen Schlicker zugegeben und das Gemisch wurde mittels einer Kugelmühle 16 Stunden lang gemischt und dispergiert, um eine keramische Schlickerzusammensetzung zu erhalten.

Dann wurde die so erhaltene disperse Schlickerzusammensetzung mittels des Schabklingenverfahrens zu einer Schicht ausgebildet, um eine ungesinterte Keramikschicht zu bilden.
Durch Verwenden der ungesinterten Keramikschicht wurde ein monolithischer Keramikkondensatorerzeugt, bei dem die Innenelektroden 2 in dem keramischen Bauelement 1 vorgesehen waren und ein Paar Außenelektroden 3a und 3b an beiden Enden des keramischen Bauelements 1 vorgesehen waren, so dass sie mit den Innenelektroden 2 verbunden waren, die, wie in 1 gezeigt, abwechselnd zu den verschiedenen Seitenenden geführt waren.
Der monolithische Keramikkondensator wurde durch das gleiche Verfahren wie Beispiel 1 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine Kurzschlussrate von nur 13,0% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 16
Eine keramische Schlickerzusammensetzung wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 15 erzeugt, es wurde lediglich Polyvinylbutyralharzbindemittel an Stelle von Acrylharzbindemittel verwendet.
Durch Verwendung der so erzeugten keramischen Schlickerzusammensetzung wurde eine ungesinterte Keramikschicht erzeugt und durch Verwendung der ungesinterten Keramikschicht wurde ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt. Die ungesinterte Keramikschicht und der monolithische Keramikkondensator wurden durch das gleiche Verfahren wie Beispiel 15 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine Kurzschlussrate von nur 9% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 17
Eine keramische Schlickerzusammensetzung wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 15 erzeugt, es wurde lediglich das Dispergierungsmittel, das Bindemittel und das Lösungsmittel jeweils auf ein wasserlösliches anionisches Dispergierungsmittel, ein wasserlösliches Acrylharzbindemittel und Wasser abgeändert.
Durch Verwendung der so erzeugten keramischen Schlickerzusammensetzung wurde eine ungesinterte Keramikschicht erzeugt und durch Verwendung der ungesinterten Keramikschicht wurde ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt. Die ungesinterte Keramikschicht und der monolithische Keramikkondensator wurden durch das gleiche Verfahren wie Beispiel 15 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine Kurzschlussrate von nur 16% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 18
Eine keramische Schlickerzusammensetzung wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 15 erzeugt, es wurde lediglich eine Bindemittellösung (gefilterte Bindemittellösung), die mit einem Filter mit einer Porengröße von 0,1 μm oder weniger mit 99% Schnittfiltrationsgenauigkeit gefiltert wurde, verwendet.
Durch Verwendung der so erzeugten keramischen Schlickerzusammensetzung wurde eine ungesinterte Keramikschicht erzeugt und durch Verwendung der ungesinterten Keramikschicht wurde ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt. Die ungesinterte Keramikschicht und der monolithische Keramikkondensator wurden durch das gleiche Verfahren wie Beispiel 15 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine Kurzschlussrate von nur 6% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Beispiel 19
Eine keramische Schlickerzusammensetzung wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 16 erzeugt, mit der Ausnahme, dass der Druck der Hochdruckdispergierung 100 MPa betrug und eine Bindemittellösung, die mit einem Filter mit einer Porengröße von 0,1 μm oder weniger mit 99% Schnittfiltrationsgenauigkeit gefiltert wurde, verwendet wurde.
Durch Verwendung der so erzeugten keramischen Schlickerzusammensetzung wurde eine ungesinterte Keramikschicht erzeugt und durch Verwendung der ungesinterten Keramikschicht wurde ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt. Die ungesinterte Keramikschicht und der monolithische Keramikkondensator wurden durch das gleiche Verfahren wie Beispiel 15 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass eine Kurzschlussrate von nur 4% erhalten wurde. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Vergleichsbeispiel 7
Eine keramische Schlickerzusammensetzung wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 15 erzeugt, mit der Ausnahme, dass das Bindemittel ohne Hochdruckdispergierung gerührt und gemischt wurde.
Durch Verwendung der so erzeugten keramischen Schlickerzusammensetzung wurde eine ungesinterte Keramikschicht erzeugt und durch Verwendung der ungesinterten Keramikschicht wurde ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt. Die ungesinterte Keramikschicht und der monolithische Keramikkondensator wurden durch das gleiche Verfahren wie Beispiel 15 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass die Kurzschlussrate 49% hoch war. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Vergleichsbeispiel 8
Eine keramische Schlickerzusammensetzung wurde unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 16 erzeugt, mit der Ausnahme, dass der Druck der Hochdruckdispergierung bei 5 MPa lag.
Durch Verwendung der so erzeugten keramischen Schlickerzusammensetzung wurde eine ungesinterte Keramikschicht erzeugt und durch Verwendung der ungesinterten Keramikschicht wurde ein monolithischer Keramikkondensator erzeugt. Die ungesinterte Keramikschicht und der monolithische Keramikkondensator wurden durch das gleiche Verfahren wie Beispiel 15 erzeugt.
Die Messung der Kurzschlussrate des monolithischen Keramikkondensators zeigte als Ergebnis, dass die Kurzschlussrate 37% hoch war. Die Temperatureigenschaften der Kapazität erfüllten X7R.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Beispiele beschränkt, und innerhalb des Schutzumfangs des Kerns der Erfindung können verschiedene Anwendungen und Abwandlungen bezüglich der Arten des keramischen Pulvers und des Lösungsmittels, des Dispergierungsverfahrens und der Dispergierungsbedingungen, etc., erfolgen.
Wie vorstehend beschrieben wird bei dem Verfahren zur Erzeugung einer keramischen Schlickerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die ein keramisches Pulver, ein Dispergierungsmittel, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel umfasst, eine zuvor durch Mischen des Lösungsmittels und des Bindemittels zur Bildung einer Lösung und dann durch Dispergieren des Bindemittels in der Lösung unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr hergestellte Bindemittellösung als Bindemittel verwendet. Daher kann eine keramische Schlickerzusammensetzung, die weniger nicht aufgelöstes Bindemittel enthält, effizient erzeugt werden.
Da die Viskosität des Bindemittels durch die Hochdruckdispergierung verringert ist, um ein Filtern mit einem Filter mit kleiner Porengröße zu erleichtern, kann das nicht aufgelöste Material kann durch das Filtern der Bindemittellösung effektiv beseitigt werden. Daher kann ein keramischer Schlicker, aus dem das nicht aufgelöste Material exakt entfernt ist, zuverlässig erzeugt werden, wodurch die vorliegende Erfindung effektiver wird.
Die keramische Schlickerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst ein keramisches Pulver, ein Dispergierungsmittel, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel, in dem eine durch Mischen des Lösungsmittels und des Bindemittels zur Bildung einer Lösung und dann durch Dispergieren des Bindemittels in der Lösung unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr hergestellte Bindemittellösung als Bindemittel verwendet. Da die einer Hochdruckdispergierung unterworfene Bindemittellösung eine ausgezeichnete Löslichkeit des Bindemittels aufweist, kann ein keramischer Schlicker, der weniger nicht aufgelöstes Bindemittel enthält, erhalten werden. Durch Verwenden der keramischen Schlickerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann die ungesinterte Keramikschicht mit weniger Mängeln effizient erzeugt werden.
Da die Viskosität des Bindemittels durch die Hochdruckdispergierung verringert ist, um Filtern mit einem Filter kleiner Porengröße zu erleichtern, kann das nicht aufgelöste Material kann durch das Filtern der Bindemittellösung effektiv beseitigt werden. Daher kann ein keramischer Schlicker, der eine kleinere Menge nicht aufgelösten Materials enthält, durch Filtern der Bindemittellösung zuverlässig erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung eignet sich zur Anwendung bei einer keramischen Schlickerzusammensetzung zur Erzeugung einer dünnen ungesinterten Keramikschicht, die ein feines keramisches Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm umfasst, und ermöglicht die effiziente Erzeugung einer ungesinterten Keramikschicht mit weniger Mängeln.
Da die keramische Schlickerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weniger nicht aufgelöstes Bindemittel oder im Wesentlichen kein unaufgelöstes Bindemittel enthält, wird die keramische Schlickerzusammensetzung zu einer Schicht ausgebildet, um eine hochwertige dünne ungesinterte Keramikschicht mit weniger Mängeln zuverlässig zu erzeugen. Durch Verwendung der ungesinterten Keramikschicht kann ein hochwertiges keramisches Mehrschicht-Elektronikbauteil mit den gewünschten Eigenschaften und mit hoher Zuverlässigkeit erzeugt werden.
Bei der Erzeugung einer dünnen ungesinterten Keramikschicht (Dicke = 0,1 bis 1 μm) kann eine hochwertige ungesinterte Keramikschicht zuverlässig erzeugt werden, die für die Verwendung zur Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils geeignet ist.
Das Verfahren zur Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteils der vorliegenden Erfindung umfasst das Laminieren einer Vielzahl durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellter ungesinterter Keramikschichten mit Innen elektroden aus unedlem Material, das Schneiden und Brennen des laminierten Produkts und dann das Bilden der Außenelektroden. Da ungesinterte Keramikschichten mit weniger Mängeln verwendet werden, kann ein keramisches Mehrschicht-Elektronikbauteil, das eine geringe Kurzschlussrate und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist, effizient erzeugt werden.

Claims

Verfahren zur Erzeugung eines zur Herstellung eines keramischen Elektronikbauteils verwendeten keramischen Schlickers, welches Folgendes umfasst: den Mischvermahlschritt des Mischens eines keramischen Pulvers mit einem Dispergierungslösungsmittel und des Vermahlens des keramischen Pulvers durch ein Medium-Dispergierungsverfahren unter Verwendung eines Dispergierungsmediums; und den Hochdruck-Dispergierungsschritt des Dispergierens des gemischten und vermahlenen Schlickers unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr; wobei eine durch Mischen und Rühren des Lösungsmittels und eines Bindemittels und dann durch Dispergieren des Bindemittels unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr erhaltene Bindemittellösung oder eine durch Mischen und Rühren eines Lösungsmittels und eines Bindemittels zur Bildung einer Lösung und dann durch Erwärmen der Lösung unter Rückfluss bei 40 bis 100°C erhaltene Bindemittellösung zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Verfahrens zugegeben wird.
Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischen und Vermahlen mittels des Medium-Dispergierungsverfahrens unter Zugabe der Bindemittellösung durchgeführt werden.
Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvermahlschritt mit einem Dispergierungslösungsmittel durchgeführt wird, das kein Bindemittel enthält, und der Hochdruck-Dispergierungsschritt die Zugabe der Bindemittellösung zu dem gemischten und vermahlenen Schlicker umfasst.
Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruck-Dispergierungsschritt einen ersten Hochdruck-Dispergierungsschritt der Dispergierung des gemischten und vermahlenen Schlickers unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um den ersten dispersen Schlicker zu erhalten, und einen zweiten Hochdruck-Dispergierungsschritt der Zugabe der Bindemittellösung zu dem ersten dispergierten Schlicker und das weitere Dispergieren des sich ergebenden Gemischs unter einem hohen Druck von 10 MPa oder mehr, um einen zweiten dispersen Schlicker (endgültigen dispersen Schlicker) zu erhalten, umfasst.
Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischvermahlschritt einen ersten Mischvermahlschritt des Mischens eines keramischen Pulvers mit einem Dispergierungslösungsmittel, das kein Bindemittel enthält, und des Vermahlens des keramischen Pulvers durch ein Medium-Dispergierungsverfahren, um einen ersten gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, und einen zweiten Mischvermahlschritt der Zugabe der Bindemittellösung zu dem ersten gemischten und vermahlenen Schlicker und des Mischens und Vermahlens des sich ergebenden Gemischs mittels eines Medium-Dispergierungsverfahrens, um einen zweiten gemischten und vermahlenen Schlicker zu erhalten, umfasst.
Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der disperse Schlicker (der endgültige disperse Schlicker) eine Viskosität von 0,01 bis 0,1 Pas aufweist.
Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Medium-Dispergierungsverfahren Kugeln oder Perlen als Dispergierungsmedium verwendet werden.
Verfahren zur Erzeugung eines keramischen Schlickers nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das keramische Pulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,01 bis 1 μm hat.
Verwendung eines keramischen Schlickers, der mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 gebildet ist, zur Herstellung einer ungesinterten Schicht, die den Schritt des Ausbildens des keramischen Schlickers zu einer Schicht auf einem vorbestimmten Substrat zur Bildung einer ungesinterten Keramikschicht mit einer Dicke von 0,1 bis 10 μm umfasst.
Verwendung eines keramischen Schlickers, der nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 gebildet ist, zur Herstellung eines keramischen Mehrschicht-Elektronikbauteiles, die die Ausbildung von ungesinterten Keramikschichten unter Verwendung des keramischen Schlickers, das Laminieren einer Vielzahl der ungesinterten Keramikschichten mit Innenelektroden aus unedlem Metall, das Schneiden und Brennen des laminierten Produktes und das Bilden von Außenelektroden umfasst.