JP2001135545A - セラミック電子部品の製造方法および脱バインダ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 卑金属を含む電極層と薄層化および多層化さ
れる誘電体層とを有するセラミック電子部品であって
も、焼成に際してクラック発生のない信頼性の高いセラ
ミック電子部品を製造する方法を提供することにある。 【解決手段】 卑金属を含む電極層６，８と誘電体層４
とを有するセラミック電子部品を製造する方法であっ
て、セラミック電子部品となるグリーンチップを、Ｈ
_２ Ｏを含む雰囲気ガス下で脱バインダ処理する工程
と、脱バインダ処理されたグリーンチップを焼成処理す
る工程とを有するセラミック電子部品の製造方法。脱バ
インダ処理における雰囲気ガス中には、水素をさらに含
むことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば積層型セ
ラミックコンデンサなどのセラミック電子部品を製造す
る方法および脱バインダ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミック電子部品としての積層型セラ
ミックコンデンサは、通常、内部電極用ペーストと誘電
体用ペーストとを、グリーンシート法や印刷法等により
積層し、焼成して製造される。かかる内部電極には、一
般に、ＰｄやＰｄ合金が用いられてきたが、Ｐｄは高価
であるため、比較的安価なＮｉやＮｉ合金が使用されつ
つある。

【０００３】ところで、内部電極をＮｉやＮｉ合金で形
成する場合は、大気中で焼成を行うと電極が酸化してし
まうという問題がある。このため、一般に、空気中で脱
バインダ処理した後は、ＮｉとＮｉ０の平衡酸素分圧よ
りも低い酸素分圧で焼成し、その後の熱処理により誘電
体層を再酸化させている（特開平０３−１３３１１６号
公報、特許第２７８７７４６号公報参照）。

【０００４】ＮｉやＮｉ合金製の内部電極を有する積層
型セラミックコンデンサは、ＰｄやＰｄ合金製の内部電
極を有するものに比べて安価であることから、誘電体層
を薄くし且つ誘電体層数を多くすることによって、単位
体積当たりの蓄電密度の大容量化が容易になされ得る。
しかしながら、薄層および多層化に従い、焼成後のデラ
ミネーションまたはクラック等の構造欠陥の発生が問題
となる。

【０００５】また、特公平１０−２８４４２８７号公報
では、１０^−１３ 〜１０^−１５ａｔｍ（１０^−８ 〜
１０^−１０ Ｐａ）という低酸素分圧下での脱バインダ
が開示されている。特開平５−３３５１７７号公報およ
び特開平８−７３２７３号公報においても、低酸素濃度
での脱バインダが開示されている。しかしながら、これ
らの公報に示す技術では、低酸素濃度での脱バインダが
開示されているだけであり、いずれの場合も十分な脱バ
インダが行えない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、卑金
属を含む電極層と薄層化および多層化される誘電体層と
を有するセラミック電子部品であっても、焼成に際して
クラック発生のない信頼性の高いセラミック電子部品を
製造する方法を提供することにある。また、本発明の目
的は、たとえば積層型セラミックコンデンサなどのセラ
ミック電子部品を製造する際に用いて好適な脱バインダ
方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、卑
金属を含む電極層と誘電体層とを有するセラミック電子
部品を製造する方法であって、セラミック電子部品とな
るグリーンチップを、Ｈ_２ Ｏを含む雰囲気ガス下で脱
バインダ処理する工程と、脱バインダ処理されたグリー
ンチップを焼成処理する工程とを有する。

【０００８】本発明において、誘電体層の材質は、特に
限定されないが、非酸化性雰囲気での焼成が可能な誘電
体組成物であることが好ましい。

【０００９】また、本発明に係る脱バインダ方法は、卑
金属を含む電極形成材料を有するグリーンチップを、Ｈ
_２ Ｏを含む雰囲気ガス下で脱バインダ処理することを
特徴とする。

【００１０】前記脱バインダ処理における雰囲気ガス中
のＨ_２ Ｏの分圧は、好ましくは２．８×１０^−４ＭＰ
ａ〜０．０１２ＭＰａ、さらに好ましくは８．６×１０
^−４ＭＰａ〜１．２×１０^−２ＭＰａ、特に好ましくは
１．２×１０^−３ＭＰａ〜１．２×１０^−２ＭＰａ、最
も好ましくは２．３×１０^−３ＭＰａ〜７．３×１０
^−３ＭＰａである。

【００１１】前記脱バインダ処理における雰囲気ガス中
には、水素をさらに含むことが好ましい。また、雰囲気
ガス中には、キャリアガスとして、窒素ガスやアルゴン
ガスなどの不活性ガスが含まれていても良い。

【００１２】前記脱バインダ処理における雰囲気ガス中
の水素の分圧は、好ましくは２．０×１０^−５ＭＰａ〜
２．０×１０^−２ＭＰａ、さらに好ましくは１０^−４Ｍ
Ｐａ〜１０^−２ＭＰａ、特に好ましくは、１０^−３ＭＰ
ａ〜１０^−２、最も好ましくは、１０^−３ＭＰａ〜７×
１０^−３ＭＰａである。

【００１３】前記電極層としては、特に限定されない
が、ニッケル、銅およびタングステンのうちのいずれ
か、またはそれらの合金を含むことが好ましい。

【００１４】好ましくは、前記脱バインダ処理時の最高
温度が２００〜１０００℃である。また、前記脱バイン
ダ処理時の昇温速度が３００℃／時間以下であることが
好ましい。

【００１５】

【作用】たとえば積層型セラミックコンデンサなどのセ
ラミック電子部品の製造過程では、グリーンチップの脱
バインダ工程を必要とする。脱バインダ工程では、脱バ
インダ温度の上昇にともなって、グリーンチップ中の残
留炭素は減少する。このとき、脱バインダの雰囲気が空
気の場合には、２５０℃程度の低温でも残留炭素は激減
する。しかしながら、空気中で脱バインダ処理を行った
場合、同時に、グリーンチップ中の内部電極を構成する
卑金属も酸化されることが明らかである。この場合に
は、特に多層の誘電体層および内部電極層を有する電子
部品では、グリーンチップの焼結後において、クラック
やデラミネーションが発生しやすくなる。

【００１６】これに対して、本発明の方法では、脱バイ
ンダの雰囲気ガス中にＨ_２ Ｏが含まれるため、バイン
ダを分解するための脱バインダ温度は高くなるものの、
内部電極の酸化は、空気中の場合よりも抑制される。さ
らに、脱バインダの雰囲気ガス中に水素をさらに含ませ
ることで、内部電極の酸化を抑制しながらバインダを除
去することが可能になる。その結果、グリーンチップの
焼結後において、クラックやデラミネーションの発生が
抑制される。

【００１７】したがって、本発明の方法によれば、脱バ
インダ処理を加湿した雰囲気中で行うことによって、積
層型セラミックコンデンサなどの電子部品におけるデラ
ミネーション、クラック等の構造欠陥の発生を顕著に抑
制することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面に示す実施
形態に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係
る方法により製造される積層型セラミックコンデンサの
断面図、図２は本発明の実施例における脱バインダ温度
と炭素残留量との関係を示す図、図３は本発明の実施例
における残留炭素量とニッケル酸化率との関係を示す図
である。

【００１９】図１に示すように、本発明の一実施形態に
係る製造方法により製造される積層型セラミックコンデ
ンサ２は、誘電体層４を介して、第１内部電極層６およ
び第２内部電極層８が交互に多層積層してある素子本体
１０を有する。この素子本体１０の両端部には、素子本
体１０の内部で交互に配置された第１内部電極層６また
は第２内部電極層８と各々導通する一対の第１外部電極
１２および第２外部電極１４が形成してあり、コンデン
サ回路を構成する。

【００２０】本発明の実施形態で製造される積層型セラ
ミックコンデンサ２は、内部電極層６および８が、Ｎｉ
またはＮｉ合金から構成してある。Ｎｉ合金としては、
Ｎｉを９５質量％以上含有するＮｉと、他に、Ｃｒ，Ｃ
ｏ，Ａｌ等のうちの１種以上の金属元素との合金である
ことが好ましい。

【００２１】内部電極層６および８の厚み等の諸条件
は、目的や用途に応じ適宜決定すればよいが、通常、厚
みは、１〜５μｍ、特に１〜２μｍ程度である。

【００２２】誘電体層４は、グレインと粒界相で構成さ
れている。また、いわゆるコア−シェル構造のものでも
構わない。

【００２３】誘電体層４の材質は、特に限定されない
が、例えば、下記式で表される組成の誘電体酸化物を含
有する誘電体組成物であることが好ましい。 ［（Ba_{１−ｘ−ｙ}Ca_ｘSr_ｙ）O］_ｍ・（Ti_１−ｚZr_ｚ）O
_２＋αMnO＋βY_２O_３＋γV_２O_５＋δWO_３ この場合、ｘは０〜０．２５、好ましくは０〜０．１
０、ｙは０〜０．０５、好ましくは０〜０．０１、ｚは
０．１〜０．３、好ましくは０．１５〜０．２０、ｍは
１．０００〜１．０２０、好ましくは１．００２〜１．
０１５、αは０．０１〜０．５質量％、好ましくは０．
１〜０．４質量％、βは０．０５〜０．５質量％、好ま
しくは０．２〜０．４質量％、γは０．００５〜０．３
質量％、好ましくは０．０１〜０．１質量％、δは０．
００５〜０．３質量％、好ましくは０．０１〜０．１質
量％程度含まれることが好ましい。

【００２４】このような誘電体組成物は、非酸化性雰囲
気で比較的低温の焼成が可能であるにもかかわらず、高
い誘電率を有し、得られるコンデンサにおける絶縁抵抗
の加速寿命が向上する。

【００２５】誘電体層４の層数や厚み等の諸条件は、目
的や用途に応じ適宜決定すればよい。通常、誘電体層４
の積層数は、１〜６００、特に１０〜５００程度であ
り、厚みは、１〜５０μｍ、特に１〜１０μｍ程度であ
る。

【００２６】本発明の製造方法においては、外部電極１
２および１４に含有される導電材は特に限定されない
が、通常、ＣｕやＣｕ合金あるいはＮｉやＮｉ合金等を
用いる。外部電極１２および１４の厚さは用途等に応じ
て適宜決定されればよいが、目的や用途に応じ適宜決定
すればよいが、通常１０〜１００μｍ程度である。

【００２７】このようにして得られる積層型セラミック
コンデンサ２の形状やサイズは、目的や用途に応じ適宜
決定すればよい。例えば直方体状の場合は、通常０．６
〜３．２ｍｍ×０．３〜１．６ｍｍ×０．３〜１．６ｍ
ｍ程度である。

【００２８】本発明の一実施形態に係る積層型セラミッ
クコンデンサ２の製造方法を、さらに具体的に説明す
る。

【００２９】まず、誘電体層４用スラリー（ペース
ト）、内部電極層６および８用ペーストおよび外部電極
１２および１４用ペーストをそれぞれ製造する。誘電体
層４用のスラリーを製造する際に用いる誘電体の粉末と
しては、誘電体原料を混合、仮焼き、粉砕した、いわゆ
る固相法の粉体のみでなく、シュウ酸塩沈殿法や水熱合
成法などのいわゆる液相法による粉体であってもよい。
材料粉末は、通常、平均粒子径０．１〜３μｍ程度のも
のが用いられる。

【００３０】誘電体層４用のスラリーを調製する際に用
いられるバインダ、可塑剤、分散剤、溶剤等の添加剤は
種々のものであってよい。また、ガラスフリットを添加
してもよい。

【００３１】バインダとしては、例えばアクリル樹脂、
ブチラール樹脂、エチルセルロースなどが用いられる。
可塑剤としては、例えばポリエチレングリコール、フタ
ール酸エステル、フタール酸ジブチルなどが用いられ
る。分散剤としては、例えばオレイン酸、ロジン、グリ
セリン、オクタデシルアミン、オレイン酸エチル、メン
セーデン油などが用いられる。溶剤としては、トルエ
ン、アセトン、テルビネオール、ブチルカルビトール、
メチルエチルケトンなどが用いられる。

【００３２】このスラリー（ペースト）を調製する際の
誘電体材料のスラリー全体に対する割合は、５０〜８０
質量％程度とし、その他、バインダは２〜５質量％、可
塑剤は０．１〜５質量％、分散剤は０．１〜５質量％、
溶剤は２０〜５０質量％程度が適当である。

【００３３】次いで、前記誘電体材料とこれらを混合
し、例えばポールミルや３本ロール等で混合して誘電体
層用スラリー（ペースト）とする。

【００３４】内部電極層６および８用のペーストを製造
する際に用いる電極形成材料としては、ＮｉやＮｉ合
金、さらにはこれらの混合物を用いることが好ましい。

【００３５】このような電極形成材料は、球状、鱗片状
等、その形状に特に制限はなく、また、これらの形状の
ものが混合したものであってもよい。また、電極形成材
料の平均粒径は０．１〜１０μｍ、さらには０．１〜１
μｍ程度のものを用いるのが好ましい。内部電極層用ペ
ーストは、このような電極形成材料を有機ビヒクル中に
分散させて得られる。

【００３６】有機ビヒクルは、バインダーおよび溶剤を
含有するものである。バインダーとしては、特に限定さ
れないが、例えばエチルセルロース、アクリル樹脂、ブ
チラール樹脂等の公知のものはいずれも使用可能であ
る。バインダー含有量は、ペースト全体に対して１〜５
質量％程度が適当である。

【００３７】溶剤としては、特に限定されないが、例え
ばテルビネオール、グチルカルビトール、ケロシン等の
公知のものはいずれも使用可能である。溶剤の含有量
は、ペースト全体に対して２０〜６０質量％程度が適当
である。

【００３８】この他、総計１０質量％程度以下の範囲
で、必要に応じ、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリ
ン脂肪酸エステル等の分散剤や、ジオクチルフタレー
ト、ジブチルフタレート等の可塑剤を添加することがで
きる。またデラミネーシヨン防止または焼結抑制等の目
的で、電極用ペースト中には、誘電体または絶縁体等の
各種セラミック粉体を添加することもできる。また、有
機金属レジネートを添加することも有効である。

【００３９】外部電極１２および１４用のペーストは、
上記の導体材料粉末を含有する通常のペーストを用いれ
ばよい。

【００４０】このようにして得られた内部電極層用ペー
ストと、誘電体層用スラリーとは、シート法、印刷法、
転写法等により、それぞれ交互に積層され、積層体が得
られる。次に、この積層体を所定のサイズに切断し、グ
リーンチップとした後、脱バインダ処理および焼成処理
を行い、その後、誘電体層４を再酸化させるため、熱処
理を行う。

【００４１】本発明の実施形態においては、脱バインダ
処理時の雰囲気ガスが、少なくともＨ_２ Ｏを含有す
る。雰囲気ガス中にＨ_２ Ｏを含有しない場合、脱バイ
ンダが不十分になりやすく、グリーンチップの焼結後に
クラックやデラミネーションが発生しやすくなる傾向に
ある。

【００４２】また、脱バインダ時の雰囲気ガス中には、
Ｈ_２ Ｏと同時にＨ_２ を含有することが好ましい。Ｈ
_２ ガスが含有されない場合、Ｎｉを含む内部電極層が
酸化して膨張し、焼結後にクラックやデラミネーション
が発生しやすくなる傾向にある。

【００４３】脱バインダ条件としては、下記の条件が好
ましい。 昇温速度：１０〜３００℃／時間、特に５０〜１００℃
／時間、 保持温度：２００〜９００℃、特に２５０〜６００℃、 保持時間：０．５〜２０時間、特に１〜１０時間。

【００４４】また、脱バインダ時の雰囲気ガスは、大気
圧において、窒素ガスをキャリアガスとして、Ｈ_２ Ｏ
とＨ_２ とを含むガスであることが好ましい。Ｈ_２ Ｏ
分圧は、好ましくは、２．８×１０^−４ＭＰａ〜０．１
２ＭＰａ、さらに好ましくは、８．６×１０^−４ＭＰａ
〜１．２×１０^−２ＭＰａ、特に好ましくは１．２×１
０^−３ＭＰａ〜１．２×１０^−２ＭＰａ、最も好ましく
は２．３×１０^−３ＭＰａ〜７．３×１０^−３ＭＰａで
ある。また、Ｈ_２ 分圧は、好ましくは２．０×１０
^−５ＭＰａ〜２．０×１０^−２ＭＰａ、さらに好ましく
は１０^−４ＭＰａ〜１０^−２ＭＰａ、特に好ましくは、
１０^−３ＭＰａ〜１０^−２、最も好ましくは、１０^−３
ＭＰａ〜７×１０^−３ＭＰａである。

【００４５】脱バインダ部の雰囲気中のＨ_２ Ｏ分圧を
上記範囲とし、且つＨ_２ 分圧を上記範囲とすること
で、焼結後のデラミネーションやクラックなどの構造欠
陥を有効に抑制することができる。脱バインダ時の雰囲
気ガス中の水蒸気濃度が低くなるとバインダーの分解が
不十分になり、デラミネーションやクラック等の構造欠
陥が発生しやすくなる傾向にある。また、脱バインダ時
の雰囲気ガス中の水蒸気濃度が高く、なお且つ水素濃度
が低すぎると、Ｎｉを含む内部電極層の酸化が進み、デ
ラミネーションやクラック等の構造欠陥が発生しやすく
なる傾向にある。

【００４６】次に、焼成条件としては、下記の条件が好
ましい。なお、内部電極層としてＮｉまたはＮｉ合金を
用いているので、内部電極層の酸化を防止するために焼
成は還元性雰囲気で行う。 保持温度：１１５０〜１４００℃、特に１２００〜１３
００℃、 保持時間：０．５〜８時間、特に１〜３時間、 酸素分圧：１０^−８〜１０^−１４ ＭＰａ、特に１０
^−１１ 〜１０^−１３ ＭＰａ、 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に２００〜３００
℃／時間。

【００４７】焼成時の雰囲気用ガスには、加湿したＮ
_２ ，Ｈ_２ の混合ガスを用いることが好適である。焼
成において１１００℃以上の雰囲気の酸素分圧は１０
^−９ＭＰａ以下であることが好ましい。１１００℃以上
の雰囲気の酸素分圧が１０^−９ＭＰａより高いと、内部
電極層が酸化され易くなる。

【００４８】還元性雰囲気で焼成した後、積層体には熱
処理を施すことが好ましい。熱処理は内部電極層の酸化
を抑制しつつ、温度保持部の低酸素分圧焼成で一部還元
した誘電体を再酸化するための処理であり、これにより
絶縁抵抗を増加させ、高い信頼性（高温加速寿命）を確
保することができる。

【００４９】熱処理は、以下の条件で行うことが好まし
い。 保持温度：１１００Ｃ以下、特に５００〜１１００℃、 保持時間：０〜２０時間、特に１〜１０時間、 酸素分圧：１０^−９ ＭＰａ以上、特に１０^−８ＭＰａ
以上、 冷却速度：５０〜５００℃／時間、特に１００〜３００
℃／時間。

【００５０】熱処理時の雰囲気ガスには、加湿したＮ
_２ ，Ｈ_２ の混合ガスを用いることが好適である。

【００５１】脱バインダ処理後に焼成を行うが、これら
は独立に行っても、連続して行ってもよい。

【００５２】また、焼成および熱処理エ程も、独立に行
っても、連続して行ってもよい。連続して行う場合は、
焼成における降温部において、１１００℃以下の一部の
温度範囲の雰囲気の酸素分圧を１０^−９ＭＰａ以上とす
ればよい。また、このときに、温度を一定に保持する温
度保持部を降温過程の途中に設けてもよい。好ましい保
持温度および保持時間は上記した通りである。

【００５３】このようにして得られた焼結体には、例え
ばバレル研磨、サンドブラスト等にて端面研磨を施し、
外部電極用ペーストを焼き付けて外部電極１２および１
４を形成する。必要に応じ、外部電極１２および１４上
にＳｎあるいは半田層をめっきしてもよい。

【００５４】なお、本発明は、上述した実施形態に限定
されず、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。たとえば上記実施形態では、本発明の製造方法によ
り、積層型セラミックコンデンサを製造しているが、本
発明の製造方法は、コンデンサに限らず、その他の電子
部品にも適用することができる。また、本発明の脱バイ
ンダ方法は、セラミック電子部品を製造する場合に限定
されず、その他の部品の脱バインダ処理にも適用するこ
とができる。

【００５５】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に
限定されない。実施例１ 出発原料として、下記の酸化物を準備した。 ＢａＣＯ_３ ：６５．２８質量％、 ＴｉＯ_２ ：２３．７２質量％、 ＺｒＯ_２ ：７．４９質量％、 ＣａＣＯ_３ ：２．８８質量％、 ＳｉＯ_２ ：０．０５質量％、 ＭｎＣＯ_３ ： ０．２４質量％、 Ｙ_２ Ｏ_３ ：０．２５質量％、 Ｖ_２ Ｏ_５ ：０．０４質量％、 ＷＯ_３ ：０．０５質量％。

【００５６】上記の出発原料をジルコニア製ポールミル
で１６時間湿式混合した。次いで、スプレードライヤー
で乾燥させた後、空気中にて、１２００℃で３時間仮焼
した。得られた仮焼物をポールミルで１６時間湿式粉砕
し、平均粒子径０．７μｍのチタン酸バリウム系の誘電
体材料を得た。

【００５７】この誘電体材料を下記の成分と配合し、ボ
ールミルで１６時間混合して、誘電体層用スラリーを得
た。 誘電体材料 ：１００質量部、 アセトン ：５１．６質量部、 トルエン ：１４．３１質量部、 酢酸エチル ：１７．７質量部、 分散剤 ：０．２８質量部、 可塑剤 ：０．１３質量部、 アクリル樹脂：５．７質量部。

【００５８】次に下記の成分を、３本ロールにより混合
し、内部電極用ペーストとした。 Ｎｉ ：４４．６質量％、 テルピネオール ：５２質量％、 エチルセルロース ：３質量％、 ベンゾトリアゾール ：０．４質量％。

【００５９】これらのペーストを用い、以下のようにし
て図１に示される積層型セラミックコンデンサ２を製造
した。まず、誘電体スラリーから、いわゆるドクターブ
レード法によって厚さ７μｍのグリーンシートを作製し
た。このグリーンシート上に、内部電極ペーストを用い
て印刷法により内部電極層を形成した。このようなシー
トを２００枚積層し、上下に内部電極を印刷していない
誘電体グリーンシートを３０枚ずつ積層し、１２０℃で
５分間、１ｔｏｎ／ｃｍ^２ （約９８ＭＰａ）で加熱圧
着した。

【００６０】次いで所定のサイズに切断し、脱バインダ
処理した後、焼成および熱処理を連続して下記の条件に
て行った。 （脱バインダ処理） 昇温速度：２００℃／時間、 保持温度：２００℃、 保持時間：２時間、 雰囲気：加湿したＮ_２ ガスとＨ_２ （５％）との混合
ガス。

【００６１】（焼成） 昇温速度：９００℃までは３００℃／時間、９００℃以
上は２００℃／時間、 保持温度：１２７０℃、 保持時間：２時間、 冷却速度：３００℃／時間、 雰囲気ガス：加湿したＮ_２ ガスとＨ_２ （５％）の混
合ガス、 酸素分圧：１０^−１３ ＭＰａ。

【００６２】（熱処理） 保持温度：１１００℃、 保持時間：２時間、 冷却速度：３００℃／時間、 雰囲気ガス：加湿したＮ_２ ガス、 酸素分圧：１０^−７ＭＰａ。

【００６３】上記脱バインダ処理、焼成および熱処理の
それぞれの雰囲気用ガスの加湿には、ウェッターを使用
し、焼成および熱処理の場合にはこのウェッターの水温
を３５℃に制御した。なお、脱バインダ時の雰囲気ガス
中のＨ_２ Ｏ分圧およびＨ_２ 分圧を測定したところ、Ｈ
_２ Ｏ分圧は、５．５×１０^−３ＭＰａあり、Ｈ_２ 分圧
は、５．０×１０^−３ＭＰａであった。

【００６４】上記のようにして得られた各種焼結体の端
面をサンドブラストにて研磨した後、ＩｎＧａ合金を塗
布して試験用電極を形成した。

【００６５】このようにして製造した積層型セラミック
コンデンサのサイズは、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．
４ｍｍであり、誘電体層４の厚みは４μｍ、内部電極６
および８の厚みは１．３μｍであった。

【００６６】次に、得られた種々の試験用コンデンサ
（各１００個）を、エポキシ樹脂に埋め込んで硬化後、
研削、研磨することによって断面を観察し、デラミネー
ションまたはクラックなどの構造欠陥が発生したコンデ
ンサの個数を調べた。得られた結果を下記の表１に示
す。表１に示すように、構造欠陥発生率は８％であり、
少ないことが確認された。なお、構造欠陥発生率とは、
１００個の試験用コンデンサにおいて、デラミネーショ
ンまたはクラックなどの構造欠陥が発生したコンデンサ
の割合を示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】実施例２ 脱バインダ時の保持温度を３００℃にした以外は、実施
例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠
陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、構造欠陥発生率は３％であり、少ないことが確認さ
れた。

【００６９】実施例３ 脱バインダ時の保持温度を４００℃にした以外は、実施
例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠
陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、構造欠陥発生率は０％であり、少ないことが確認さ
れた。

【００７０】実施例４ 脱バインダ時の保持温度を６００℃にした以外は、実施
例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠
陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、構造欠陥発生率は０％であり、少ないことが確認さ
れた。

【００７１】実施例５ 脱バインダ時の保持温度を８００℃にした以外は、実施
例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠
陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、構造欠陥発生率は２％であり、少ないことが確認さ
れた。

【００７２】実施例６ 脱バインダ時の保持温度を１０００℃にした以外は、実
施例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造
欠陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよ
うに、構造欠陥発生率は８％であり、少ないことが確認
された。

【００７３】実施例７ 脱バインダ時の保持温度を１２００℃にした以外は、実
施例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造
欠陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよ
うに、構造欠陥発生率は２７％であり、実施例１〜６に
比べては多いが比較例に比べては少ないことが確認され
た。

【００７４】実施例８ 脱バインダ時の保持温度を１００℃にした以外は、実施
例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠
陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよう
に、構造欠陥発生率は２９％であり、実施例１〜６に比
べては多いが比較例に比べては少ないことが確認され
た。

【００７５】実施例９ 脱バインダ時の保持温度を３００℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを加湿したＮ_２ ガスとし、Ｈ_２ Ｏ分圧
を、５．５×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２ 分圧を、０Ｍ
Ｐａとした以外は、実施例１と同様にして、試験用コン
デンサを製造し、構造欠陥発生率を調べた。結果を表１
に示す。表１に示すように、構造欠陥発生率は１２％で
あり、少ないことが確認された。

【００７６】実施例１０ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを加湿したＮ_２ ガスとし、Ｈ_２ Ｏ分圧
を、５．５×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２ 分圧を、０Ｍ
Ｐａとした以外は、実施例１と同様にして、試験用コン
デンサを製造し、構造欠陥発生率を調べた。結果を表１
に示す。表１に示すように、構造欠陥発生率は１３％で
あり、少ないことが確認された。

【００７７】実施例１１ 脱バインダ時の保持温度を６００℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを加湿したＮ_２ ガスとし、Ｈ_２ Ｏ分圧
を、５．５×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２ 分圧を、０Ｍ
Ｐａとした以外は、実施例１と同様にして、試験用コン
デンサを製造し、構造欠陥発生率を調べた。結果を表１
に示す。表１に示すように、構造欠陥発生率は１５％で
あり、少ないことが確認された。

【００７８】実施例１２ 脱バインダ時の保持温度を８００℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを加湿したＮ_２ ガスとし、Ｈ_２ Ｏ分圧
を、５．５×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２ 分圧を、０Ｍ
Ｐａとした以外は、実施例１と同様にして、試験用コン
デンサを製造し、構造欠陥発生率を調べた。結果を表１
に示す。表１に示すように、構造欠陥発生率は１６％で
あり、少ないことが確認された。

【００７９】比較例１ 脱バインダ時の雰囲気ガスを乾燥空気とした以外は、実
施例１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造
欠陥発生率を調べた。結果を表１に示す。表１に示すよ
うに、構造欠陥発生率は８３％であり、実施例に比較し
て増大することが確認された。

【００８０】比較例２ 脱バインダ時の保持温度を２５０℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを乾燥空気とした以外は、実施例１と同様
にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生率を
調べた。結果を表１に示す。表１に示すように、構造欠
陥発生率は７４％であり、実施例に比較して増大するこ
とが確認された。

【００８１】比較例３ 脱バインダ時の保持温度を３００℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを乾燥空気とした以外は、実施例１と同様
にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生率を
調べた。結果を表１に示す。表１に示すように、構造欠
陥発生率は１００％であり、実施例に比較して増大する
ことが確認された。

【００８２】比較例４ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを乾燥空気とした以外は、実施例１と同様
にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生率を
調べた。結果を表１に示す。表１に示すように、構造欠
陥発生率は１００％であり、実施例に比較して増大する
ことが確認された。

【００８３】比較例５ 脱バインダ時の保持温度を５００℃とし、脱バインダ時
の雰囲気ガスを乾燥空気とした以外は、実施例１と同様
にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生率を
調べた。結果を表１に示す。表１に示すように、構造欠
陥発生率は１００％であり、実施例に比較して増大する
ことが確認された。

【００８４】評価１ 表１から以下のことがわかる。まず、空気中で脱バイン
ダ処理した場合、３００℃以下の低温でデラミネーショ
ンまたはクラック等の構造欠陥が減少する傾向が認めら
れるものの完全に抑制することはできず、バインダ成分
の除去も不十分になる。これに対して、加湿した窒素中
ではバインダの減少する温度は高温になるものの、デラ
ミネーションやクラック等の構造欠陥の発生率は空気中
の場合よりもかなり低くなる。さらに、加湿した窒素、
水素混合気流中ではデラミネーションやクラック等の構
造欠陥の発生が激減することを明瞭に示している。ま
た、実施例１〜６と実施例７，８とを比較することで、
脱バインダ時の保持温度は、２００〜１０００℃が好ま
しいことが確認できた。

【００８５】また、図２に示すように、積層型セラミッ
クコンデンサの製造において、脱バインダ工程で、脱バ
インダ温度の上昇にともなって残留炭素は減少する。こ
のとき、脱バインダの雰囲気が空気の場合には２５０℃
程度の低温でも残留炭素は激減する。しかしながら、図
３に示すように、空気中で脱バインダ処理を行った場
合、同時に内部電極層のＮｉも酸化されることが明らか
である。この場合には、多層品においてデラミネーショ
ンやクラックが発生しやすくなる。

【００８６】これに対して、脱バインダの雰囲気がＨ
_２ Ｏを含むガスの場合、図２に示すように、バインダ
ーが分解する温度は高くなるものの、図３に示すよう
に、Ｎｉの酸化は空気中の場合よりも抑制されているこ
とが明らかである。さらに、脱バインダの雰囲気がＨ
_２ Ｏ＋Ｈ_２ の場合、Ｎｉの酸化を防止しながらバイ
ンダーを除去することが可能であることが分かる。

【００８７】実施例１３ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を、５．２×１０^−４ＭＰａとし、Ｈ
_２ 分圧を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は１１％であった。

【００８８】

【表２】

【００８９】実施例１４ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を、８．６×１０^−４ＭＰａとし、Ｈ
_２ 分圧を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は９％であった。

【００９０】実施例１５ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を、１．２×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ
_２ 分圧を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は６％であった。

【００９１】実施例１６ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を、２．３×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ
_２ 分圧を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は０％であった。

【００９２】実施例１７ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を、７．３×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ
_２ 分圧を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は０％であった。

【００９３】実施例１８ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を、１．２×１０^−２ＭＰａとし、Ｈ
_２ 分圧を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は３％であった。

【００９４】実施例１９ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、５．０×１０^−５ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は１２％であった。

【００９５】実施例２０ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、１×１０^−４ＭＰａとした以外は、実施例１と
同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生
率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すように、構
造欠陥発生率は７％であった。

【００９６】実施例２１ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、１×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例１と
同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生
率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すように、構
造欠陥発生率は０％であった。

【００９７】実施例２２ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、７×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例１と
同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生
率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すように、構
造欠陥発生率は０％であった。

【００９８】実施例２３ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、１×１０^−２ＭＰａとした以外は、実施例１と
同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生
率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すように、構
造欠陥発生率は０％であった。

【００９９】実施例２４ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、２．０×１０^−２ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は５％であった。参考例１ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．２×１０^−４ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、４．０×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は２１％であった。参考例２ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を５．２×１０^−２ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、４．０×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は２０％であった。参考例３ 脱バインダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時
のＨ_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２
分圧を、３．０×１０^−２ＭＰａとした以外は、実施例
１と同様にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥
発生率を調べた。結果を表２に示す。表２に示すよう
に、構造欠陥発生率は２８％であった。

【０１００】評価２ 表２に示すように、Ｈ_２ Ｏ分圧およびＨ_２ 分圧は、
下記の範囲にあるときに、特に構造欠陥の抑制に効果が
あることが確認できた。すなわち、Ｈ_２ Ｏ分圧は、好
ましくは、２．８×１０^−４ＭＰａ〜０．０１２ＭＰ
ａ、さらに好ましくは、８．６×１０^−４ＭＰａ〜１．
２×１０^−２ＭＰａ、特に好ましくは１．２×１０^−３
ＭＰａ〜１．２×１０^−２ＭＰａ、最も好ましくは２．
３×１０^{− ３}ＭＰａ〜７．３×１０^−３ＭＰａである。
また、Ｈ_２ 分圧は、好ましくは２．０×１０^−５ＭＰ
ａ〜２．０×１０^−２ＭＰａ、さらに好ましくは１０
^−４ＭＰａ〜１０^−２ＭＰａ、特に好ましくは、１０
^−３ＭＰａ〜１０^−２、最も好ましくは、１０^−３ＭＰ
ａ〜７×１０^−３ＭＰａである。

【０１０１】実施例２５ 脱バインダ時の昇温速度を２５０℃／時間とし、保持温
度を４００℃とし、脱バインダ時のＨ_２ Ｏ分圧を１．
７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２ 分圧を、４×１０^−３
ＭＰａとした以外は、実施例１と同様にして、試験用コ
ンデンサを製造し、構造欠陥発生率を調べた。結果を表
３に示す。表３に示すように、構造欠陥発生率は１％で
あった。

【０１０２】

【表３】

【０１０３】実施例２６ 脱バインダ時の昇温速度を３００℃／時間とし、脱バイ
ンダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時のＨ
_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２ 分圧
を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例１と同様
にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生率を
調べた。結果を表３に示す。表３に示すように、構造欠
陥発生率は４％であった。

【０１０４】参考例４ 脱バインダ時の昇温速度を３５０℃／時間とし、脱バイ
ンダ時の保持温度を４００℃とし、脱バインダ時のＨ
_２ Ｏ分圧を１．７×１０^−３ＭＰａとし、Ｈ_２ 分圧
を、４×１０^−３ＭＰａとした以外は、実施例１と同様
にして、試験用コンデンサを製造し、構造欠陥発生率を
調べた。結果を表３に示す。表３に示すように、構造欠
陥発生率は１８％であった。

【０１０５】評価３ 実施例２５、実施例２６および参考例１を比較すること
で、脱バインダ時の昇温速度が３００℃／時間以下の場
合に、特に構造欠陥発生率が低下することが確認でき
た。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の方法
によれば、脱バインダ処理を加湿した雰囲気中で行うこ
とによって、積層型セラミックコンデンサなどの電子部
品におけるデラミネーション、クラック等の構造欠陥の
発生を顕著に抑制することができる。特に、脱バインダ
時の雰囲気を加湿した窒素、水素混合気流中でおこなう
ことによって構造欠陥の発生が顕著に抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明の一実施形態に係る方法により
製造される積層型セラミックコンデンサの断面図であ
る。

【図２】 図２は本発明の実施例における脱バインダ温
度と炭素残留量との関係を示す図である。

【図３】 図３は本発明の実施例における残留炭素量と
ニッケル酸化率との関係を示す図である。

【符号の説明】

２… 積層型セラミックコンデンサ ４… 誘電体層 ６… 第１内部電極層 ８… 第２内部電極層 １０… 素体本体 １２… 第１外部電極 １４… 第２外部電極

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 卑金属を含む電極層と誘電体層とを有す
   るセラミック電子部品を製造する方法であって、 セラミック電子部品となるグリーンチップを、Ｈ_２ Ｏ
   を含む雰囲気ガス下で脱バインダ処理する工程と、 脱バインダ処理されたグリーンチップを焼成処理する工
   程とを有するセラミック電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記脱バインダ処理における雰囲気ガス
   中のＨ_２ Ｏの分圧が、２．８×１０^−４ＭＰａ〜０．
   ０１２ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の
   セラミック電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記脱バインダ処理における雰囲気ガス
   中には、水素をさらに含むことを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
4. 【請求項４】 前記脱バインダ処理における雰囲気ガス
   中の水素の分圧が、２×１０^−５ＭＰａ〜２×１０^−２
   ＭＰａであることを特徴とする請求項３に記載のセラミ
   ック電子部品の製造方法。
5. 【請求項５】 前記電極層が、ニッケル、銅およびタン
   グステンのうちのいずれか、またはそれらの合金を含む
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセラ
   ミック電子部品の製造方法。
6. 【請求項６】 前記脱バインダ処理時の最高温度が２０
   ０〜１０００℃であることを特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
7. 【請求項７】 前記脱バインダ処理時の昇温速度が３０
   ０℃／時間以下である請求項１〜６のいずれかに記載の
   セラミック電子部品の製造方法。
8. 【請求項８】 卑金属を含む電極形成材料を有するグリ
   ーンチップを、Ｈ_２ Ｏを含む雰囲気ガス下で脱バインダ
   処理することを特徴とする脱バインダ方法。
9. 【請求項９】 前記脱バインダ処理における雰囲気ガス
   中のＨ_２ Ｏの分圧が、２．８×１０^‐４ＭＰａ〜０．
   ０１２ＭＰａであることを特徴とする請求項８に記載の
   脱バインダ方法。
10. 【請求項１０】 前記脱バインダ処理における雰囲気ガ
    ス中には、水素をさらに含むことを特徴とする請求項８
    または９に記載の脱バインダ方法。
11. 【請求項１１】 前記脱バインダ処理における雰囲気ガ
    ス中の水素の分圧が、２．０×１０^‐５ＭＰａ〜２．０
    ×１０^‐２ＭＰａであることを特徴とする請求項１０に
    記載の脱バインダ方法。
12. 【請求項１２】 前記卑金属が、ニッケル、銅およびタ
    ングステンのうちのいずれか、またはそれらの合金を含
    むことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の
    脱バインダ方法。