JP2002231572A - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取得容量のバラツキが少ない積層セラミック
コンデンサを量産できる製造方法を提供する。 【解決手段】 セラミックグリーンシート２２ａに形成
された内部電極２１ａの位置を測定する第１工程、グリ
ーンシート２２ｂを用意する第２工程、グリーンシート
２２ｂの厚みｔを測定する第３工程、予め定められた容
量値Ｃ及びグリーンシートの厚みｔから、第１のグリー
ンシート２２ａ上に第２のグリーンシート２２ｂが積層
された場合に対向する第１の内部電極２１ａと第２の内
部電極２１ｂとの対向面積Ｓの予想値を算出し、第１の
内部電極２１ａの位置情報から対向面積Ｓの予想値にな
るように第２のグリーンシート２２ｂの所定位置へ第２
の内部電極２１ｂを形成する第４工程を含む構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサの製造方法に関するもので、更に詳しくは、所
望容量を精度良く取得するための積層セラミックコンデ
ンサの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミックコンデンサは、例えば次
のように製造される。まず、セラミックグリーンシート
を成形し、このグリーンシート上に内部電極となる導電
ペーストをスクリーン印刷等の手段により塗布して内部
電極を形成する。次に、内部電極が形成されたグリーン
シートを任意の枚数積み重ねて圧着し積層体を得る。そ
して、得られた積層体を焼成し、セラミック焼結体を得
た後、この焼結体の端面に外部電極を形成する。こうし
て得られた積層セラミックコンデンサの断面図を図５に
示す。

【０００３】図５に示すように、積層セラミックコンデ
ンサ２０は複数の内部電極２１が誘電体セラミック層２
２を介して重なり合うように配置されている。この積層
セラミックコンデンサ２０の容量は、周知のように、内
部電極２１の間に挟まれた誘電体セラミック層２２の厚
みと、その誘電体セラミック層２２を挟んだ内部電極２
１の対向面積と、誘電体セラミック層２２の誘電率の３
つの因子によって決められる。このため、取得容量のば
らつきを小さくするために、グリーンシートの厚み及び
内部電極面積の制御は特に重要である。

【０００４】そこで、グリーンシートの適宜箇所の厚み
や、各グリーンシートに印刷形成された複数個の内部電
極のうちの少なくとも一部の電極面積を測定し、この厚
みや電極面積の測定値を基に、内部電極が形成されたグ
リーンシートの積層枚数を決定する工程を備える構成を
採用した積層セラミックコンデンサの製造方法が、特許
第３０６０８４９号公報あるいは第３０６３５７７号公
報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記積
層セラミックコンデンサの製造方法によれば、セラミッ
クグリーンシートの積層枚数を調節することにより取得
容量を調節しているため、デジタル的な調節しかでき
ず、取得容量の微調節が困難であるという問題点があっ
た。特に、同一グリーンシート内における厚みばらつき
が大きい場合、あるいは積層セラミックコンデンサが低
積層品の場合、このような取得容量の微調節はさらに困
難となっていた。

【０００６】また、内部電極を導電ペーストの印刷によ
り形成する際、あるいは、内部電極を形成したセラミッ
クグリーンシートを積層した際、内部電極の位置ずれが
発生してしまう。その結果、積層セラミックコンデンサ
の静電容量のばらつきが大きくなるという問題点があっ
た。しかしながら、上記積層セラミックコンデンサの製
造方法によれば、積層体の電極パターンの位置ずれによ
る取得容量のばらつきを小さくすることはできなかっ
た。

【０００７】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は、取得容量のばらつきがない
積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１のセラミ
ックグリーンシートに形成された第１の内部電極の位置
を測定する第１工程と、前記第１の内部電極をはさんで
前記第１のグリーンシート上に積層される第２のグリー
ンシートを用意する第２工程と、該第２のグリーンシー
トの厚みを測定する第３工程と、前記第２のグリーンシ
ート上に第２の内部電極を印刷するのに先立って、予め
定められた容量値及び第２のグリーンシートの厚みか
ら、前記第１のグリーンシート上に第２のグリーンシー
トが積層された場合に対向する前記第１の内部電極と第
２の内部電極との対向面積の予想値を算出し、前記第１
のグリーンシート上に形成された第１の内部電極の位置
情報から前記対向面積の予想値になるように第２のグリ
ーンシートの所定位置へ前記第２の内部電極を形成する
第４工程とを含むことを特徴とする。

【０００９】また、前記第１〜第４工程を１サイクルと
して複数のサイクルにて積層体が得られる積層セラミッ
クコンデンサの製造方法であって、前記１サイクルが終
了後、次に行われるサイクルは、前記第１工程で測定す
る第１の内部電極の位置情報を１サイクル目の第４工程
にて形成される第２の内部電極の位置情報を利用したこ
とを特徴とする。

【００１０】ここで、予め定められた容量値とは、設計
上で対向する内部電極間に挟まれた誘電体層の厚み、誘
電体層を挟んだ内部電極の対向面積及び誘電体層の誘電
率の３要素によって決められる理想の値であり、積層セ
ラミックコンデンサ全体の容量値ではなく、各内部電極
間における部分的な容量値である。

【００１１】また、対向面積の予想値とは、予め定めら
れた容量値とそのときのグリーンシートの厚みから算出
される計算上の値である。

【００１２】また、前記第２の内部電極を、インクジェ
ット装置で噴射することにより印刷形成することを特徴
とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ実施の形
態を説明することにより、本発明を明らかにする。

【００１４】図１は、本発明に用いられる積層セラミッ
クコンデンサの製造装置の概略構成図である。図２は、
本発明の製造工程のフローチャートを示す図である。図
３は、本発明の製造方法を示す断面図である。図４は、
本発明の製造方法の積層状態を示す断面図である。図５
は、積層セラミックコンデンサの断面図である。

【００１５】図において、９はセラミックグリーンシー
ト、１はシート送り側のロール、８はシート巻取り側の
ロール、２はシート厚み測定装置、７はシート剥離機で
ある。また、３は内部電極印刷機（インクジェット装
置）、４は乾燥炉、５は中央演算処理装置、６は仮プレ
ス金型、１０はグリーンシート積層体、１１はベルト、
１２は内部電極位置測定機である。さらに、ｔはグリー
ンシートの厚み、Ｓは内部電極２１の対向面積、Ｃは各
内部電極２１間における部分的な容量値である。

【００１６】また、図５において、２０は積層セラミッ
クコンデンサ、２１は内部電極２１は誘電体セラミック
層、２３は積層体本体、２４は外部電極である。以下、
焼成の前後で同じ符号を用いることとする。

【００１７】ロール１、８には成形された長尺状のグリ
ーンシート９が巻取られている。グリーンシート９は、
従来と同様に、ドクターブレード法、ロールコーター法
又は他の方法によって成形される。なお、グリーンシー
ト９はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のベー
スフイルム上に形成されていてもよい。ロール１、８
は、図において右回りに回転し、グリーンシート９を搬
送している。

【００１８】シート厚み測定装置２は、放射線をグリー
ンシート９に照射し、その放射線照射量と照射の結果得
られる励起放射線量又は透過放射線量との比から、グリ
ーンシート９の厚みｔを測定する。なお、放射線シート
厚み測定装置以外に、長尺状のグリーンシート９の一部
を抜取ることなく、搬送中に厚みｔを測定できるもので
もよい。例えば、測定子をグリーンシート９の両面に押
し当てて測定するマイクロメータがあげられる。

【００１９】グリーンシート２２ｂの厚み測定は、長尺
状のグリーンシート９をロール１とロール８の間で間欠
送りして、グリーンシート９のグリーンシート２２ｂと
なる領域が停止している時間内に測定することが好まし
い。この停止時間は、後述のグリーンシート２２ａに内
部電極２１ａを形成する時間とすることにより、グリー
ンシート９の厚み測定を内部電極を形成する度に行うこ
とができ、厚みｔを測定するための時間を別に設ける必
要がないため、工程の長時間化を回避することができ
る。なお、使用される放射線の種類はシートの材質及び
厚みによってＸ線またはγ線またはβ線のいずれかの１
種類を適宜定める。特に、グリーンシート９がベースフ
イルム上に形成されている場合は、ベースフイルムの材
質等の影響を受けにくいＸ線またはγ線を使用するのが
よい。

【００２０】インクジェット装置３は、インクジェット
プリンタと印刷の基本原理は実質的に同じであり、ノズ
ルの内面に振動板を張設しており、この振動板を圧電素
子で振動させることにより、ノズル内のインク室の容積
を変化させ、その際の圧力差によってインクの微粒子を
グリーンシート２１の表面に噴射するようにしている。
また、内部電極２１となる、インクジェット用印刷イン
クとしては、（Ｎｉ，ＣｕＡｇ，Ｐｄ等）とバインダ
（エチルセルロース系、アクリル系等）と溶剤を少なく
とも含むインク、例えば、水系インクで、顔料として平
均粒径０．１〜０．０５μｍ程度又はそれ以下のＮｉ粉
（電極材料）を主成分とし、これにバインダを加え、水
分が６０％以上、主溶剤としてポリエチレングリコール
等をベースに界面活性剤、ｐＨ調整材等を適当な割合で
調合し粘度を数ｃＰ〜数１０ｃＰに調整したものを使用
する。

【００２１】内部電極位置測定機１２はグリーンシート
２２に印刷乾燥した内部電極２１の両端の位置を座標情
報ｘ、ｘ´及びｙ、ｙ´として直接的に測定するもので
あり、例えば、カメラで内部電極２１を撮影し、演算処
理装置で画像処理する方法などが挙げられる。なお、カ
メラは１台とは限らず、複数台を用いて測定するように
してもよい。位置測定機１２による内部電極２１の位置
情報は座標ｘ、ｘ´及びｙ、ｙ´として測定結果は中央
演算処理装置５に入力される。

【００２２】上述の製造工程から成る積層セラミックコ
ンデンサの製造方法について、図３〜４を用いて、詳細
に説明する。

【００２３】まず、図３（ａ）に示すように、下側のト
ップマージンとなるグリーンシート２２ａをベルト１１
上に載置された台板などの上に形成する。グリーンシー
ト２２ａは、長尺状のグリーンシート９から剥離機７で
打ち抜いたものを用いてもよく、他の工程で作成しても
よい。

【００２４】次に、図３（ｂ）に示すように、グリーン
シート２２ａ上に、内部電極２１ａとなるインクを内部
電極印刷機（インクジェット装置）３により塗布する。

【００２５】次に、内部電極２１ａが塗布されたグリー
ンシート積層体１０を乾燥炉４に通して乾燥する。乾燥
条件はインクに使用される溶剤の種類によって、適宜定
める。

【００２６】乾燥炉４の出側の位置に、位置測定機１２
が設けられている。すなわち、内部電極２１ａの位置
ｘ、ｘ´及びｙ、ｙ´を測定する。内部電極２１ａの位
置情報は、中央演算処理装置５に出力される（第１工
程）。そして内部電極２１ａの位置情報が得られたグリ
ーンシート積層体１０は、さらに仮プレス機６に搬送さ
れて、次のグリーンシート２２ｂが積層されるまで待機
する。

【００２７】次に、長尺状のグリーンシート９が長手方
向に搬送され、シート厚み測定装置２に供給される。す
なわち、グリーンシート２２ａの次に形成されるグリー
ンシート２２ｂの厚みｔを測定する工程に入る。厚みｔ
が測定された情報は、中央演算処理装置５に出力される
（第２〜第３工程）。

【００２８】その後、剥離機７により、厚みｔが測定さ
れた長尺状のグリーンシート９から、所定のサイズのセ
ラミックシート２２ｂを打ち抜き、図３（ｃ）に示すよ
うに、ベルト１１上のグリーンシート２２ａの面上に積
層された後、仮プレス機６でグリーンシート２２ａに密
着する。

【００２９】次に、図３（ｄ）に示すように、グリーン
シート２２ｂ上に、内部電極２１ｂとなるインクを内部
電極印刷機（インクジェット装置）３により塗布する。
ここで、予め定められた容量値Ｃ及びグリーンシート２
２ｂの厚みｔから、内部電極２１ｂが形成されたグリー
ンシート２２ｂが積層された場合の内部電極２１ａと内
部電極２１ｂとの対向面積Ｓの予想値を中央演算処理装
置５により算出し、該対向面積Ｓになるような位置に内
部電極２１ｂを形成する（第４工程）。

【００３０】即ち、グリーンシートの誘電率をεとして
Ｓ＝（ｔ×Ｃ）／εの式により対向面積Ｓの予想値が算
出され、内部電極位置測定機１２により測定された内部
電極２１ａの位置情報から内部電極２１ｂがどのような
位置になると対向面積Ｓとの予想値となるかを位置情報
として算出して、中央処理装置５は内部電極印刷機３に
指令して内部電極２１ｂが形成されることとなる。

【００３１】次に、２サイクル目に、上記条件で、内部
電極２２ｂが塗布されたグリーンシート積層体１０を乾
燥炉４に通して乾燥する。さらに、グリーンシート２２
ｂ上に印刷された内部電極２１ｂの各々を位置測定機１
２で撮影し、演算処理装置で画像処理することにより、
その端部の座標を求めるが、１サイクルが終了後、次に
行われるサイクルは、第１工程で測定する第１の内部電
極の位置情報を１サイクル目の第４工程にて形成される
第２の内部電極の位置情報を利用する。これにより、余
計な位置情報を測定せずにすむ。

【００３２】このような工程を予め定められた積層セラ
ミックコンデンサ全体の設計値としての容量値になるま
で繰り返して、グリーンシート２２と内部電極２１を順
次積層していき、最後に上側のトップマージンとなるグ
リーンシート２２を積層して、グリーンシート積層体１
０が得られる。

【００３３】その後、グリーンシート積層体１０を圧着
後、カットして個々の積層セラミックコンデンサの積層
体を得る。この積層体を焼成し、セラミック焼結体２３
を得た後、この焼結体２３の端面に導電ペーストの付与
焼付け及び／又はメッキ等により、外部電極２４を形成
する。このようにして、最終製品としての積層セラミッ
クコンデンサ２０が得られる。

【００３４】かくして、本発明の積層セラミックコンデ
ンサ２０の製造方法によれば、セラミックグリーンシー
ト２２ａに形成された内部電極２１ａの位置を測定する
とともに、内部電極を２１ａをはさんでグリーンシート
２２ａ上に積層されるグリーンシート２２ｂの厚みｔを
測定し、これらの値から、所望の容量値Ｃが得られるよ
うに、内部電極２１ｂを形成するサイクルを繰り返す。
このため、セラミックグリーンシート２２毎に内部電極
２１の形成位置の調節ができることから、アナログ的な
容量の調節が可能になり、容量ばらつきのない積層セラ
ミックコンデンサを量産することができる。特に、同一
グリーンシート内における厚みばらつきが大きい場合、
あるいは積層数が少ない場合に有効である。

【００３５】また、内部電極２１の位置ずれが発生した
場合も、対向面積Ｓが一定になるように内部電極２１の
形成位置の調節ができるため、位置ずれによる容量ばら
つきも解決できる。

【００３６】さらに、積層数を変更させずに済むため、
製品厚みの設計・管理が容易になる。

【００３７】また、形成位置が決定された内部電極２１
を、インクジェット装置３で噴射することにより塗布す
るため、さらに所得容量のばらつきを小さくできる。

【００３８】すなわち、インクジェット装置３の移動方
向や移動量、インクの噴出方向、素材基板の移動等を制
御することにより、セラミックグリーンシート２２への
インクの塗布位置や面積を自由に設定することができ
る。また、内部電極２１の形成位置に応じて多種類のス
クリーンを用意しておく必要がなく、１台又は１群のイ
ンクジェット装置によって種々のパターンの内部電極２
１をグリーンシート２２に塗着形成することができるた
め、製造装置の管理に要する手間を軽減できる効果を有
する。また、インクジェット装置３はグリーンシート２
２に接触することはなく、スクリーン印刷のように部材
を頻繁に交換する必要はないため、メンテナンスの手間
を軽減できる効果も有する。

【００３９】さらに、インクジェット方式によると、内
部電極２１を高い寸法精度で形成することができるた
め、積層セラミックコンデンサ２０の品質を向上するこ
とができる効果も有する。すなわち、スクリーン印刷で
は最大で１００μｍ程度の位置ずれが生じるが、インク
ジェット方式では位置ずれは１０μｍ以下となる。ま
た、エンドマージン部における内部電極２１の有無によ
る段差を緩和するために、内部電極２１の重なり部に比
べて、重ならない部分の厚みを厚くすることも可能であ
る。

【００４０】なお、本発明は上記の実施の形態例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
での種々の変更や改良等は何ら差し支えない。

【００４１】例えば、厚膜法により、セラミックグリー
ンシートの形成・内部電極の印刷を交互に行うようにし
てもよい。

【００４２】また、長尺状のセラミックグリーンシート
の厚み測定、内部電極印刷、乾燥、内部電極位置測定、
打ち抜き及び積層の各工程を繰り返し行うようにしても
よい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、グリーンシート毎に内
部電極の形成位置の調節ができることから、アナログ的
な容量の調節ができ、所得容量のばらつきのない積層セ
ラミックコンデンサを量産することができる。特に、同
一グリーンシート内における厚みばらつきが大きい場
合、あるいは積層数が少ない場合に有効である。また、
位置ずれによる容量ばらつきも解決できる。

【００４４】また、形成位置が決定された内部電極を、
インクジェット装置で噴射することにより形成するた
め、さらに所得容量のばらつきを小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる積層セラミックコンデンサ
の製造装置の概略構成図である。

【図２】本発明の製造工程のフローチャートである。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の製造方法を示す断面
図である。

【図４】（ａ）は本発明の製造方法の積層状態を示す断
面図であり、（ｂ）は内部電極の位置情報を測定するた
めの説明図である。

【図５】従来の積層セラミックコンデンサの断面図であ
る。

【符号の説明】

１、８ ロール ２ シート厚み測定装置 ３ 内部電極印刷機（インクジェット装置） ４ 乾燥炉 ５ 中央演算処理装置 ６ 仮プレス機 ７ 剥離機 ９ 長尺状グリーンシート １０ グリーンシート積層体 １１ ベルト １２ 内部電極位置測定機 ２０ 積層セラミックコンデンサ ２１ 内部電極 ２２ 誘電体セラミック層 ２３ 積層体本体 ２４ 外部電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のセラミックグリーンシートに形成
   された第１の内部電極の位置を測定する第１工程と、 前記第１の内部電極をはさんで前記第１のグリーンシー
   ト上に積層される第２のグリーンシートを用意する第２
   工程と、 該第２のグリーンシートの厚みを測定する第３工程と、 前記第２のグリーンシート上に第２の内部電極を印刷す
   るのに先立って、予め定められた容量値及び第２のグリ
   ーンシートの厚みから、前記第１のグリーンシート上に
   第２のグリーンシートが積層された場合に対向する前記
   第１の内部電極と第２の内部電極との対向面積の予想値
   を算出し、前記第１のグリーンシート上に形成された第
   １の内部電極の位置情報から前記対向面積の予想値にな
   るように第２のグリーンシートの所定位置へ前記第２の
   内部電極を形成する第４工程とを含むことを特徴とする
   積層セラミックコンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１〜第４工程を１サイクルとして
   複数のサイクルにて積層体が得られる積層セラミックコ
   ンデンサの製造方法であって、前記１サイクルが終了
   後、次に行われるサイクルは、第１工程で測定する第１
   の内部電極の位置情報を１サイクル目の第４工程にて形
   成される第２の内部電極の位置情報を利用したことを特
   徴とする請求項１記載の積層セラミックコンデンサの製
   造方法。
3. 【請求項３】 前記第２の内部電極を、インクジェット
   装置で噴射することにより印刷形成することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の積層セラミックコンデンサの製
   造方法。