JP2002231573A - 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と内部電極を交
互に積層していくものであって、最後の内部電極２１ｂ
ｎの形成位置は、今までの各内部電極２１の位置情報か
ら対向する内部電極２１の対向面積Ｓを夫々算出し、対
向面積Ｓと各対向する内部電極２１のグリーンシートの
厚みｔにより各対向する内部電極２１間の静電容量値Ｃ
を算出すると共に、各静電容量値Ｃの全てを加算し、こ
の加算値、予め定められた全体静電容量値及び最後の内
部電極が形成するグリーンシートの厚みｔから決定され
ることを特徴とする。

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、セラミックグ
リーンシート上に形成された第１内部電極の位置を測定
する第１工程と、該セラミックグリーンシート上に前記
第１内部電極をはさんで積層される他のセラミックグリ
ーンシートを用意する第２工程と、該他のセラミックグ
リーンシートの厚みを測定する第３工程と、前記他のセ
ラミックグリーンシートの上に第２内部電極を形成する
と共に、その内部電極の形成位置を測定する第４工程
と、第２工程〜第４工程をＮ（Ｎは自然数）回繰り返し
行いながらグリーンシート及び内部電極を積層し、第
（Ｎ＋１）内部電極まで形成した積層体を得る積層セラ
ミックコンデンサの製造方法であって、前記第（Ｎ＋
１）内部電極の形成位置は、前記第１〜第Ｎ内部電極の
夫々の位置情報から対向する内部電極の対向面積を夫々
算出し、該対向面積と各対向する内部電極のグリーンシ
ートの厚みにより各対向する内部電極間の静電容量値を
算出すると共に、該各静電容量値の全てを加算し、か
つ、該加算値、予め定められた全体静電容量値及び第Ｎ
内部電極と第（Ｎ＋１）内部電極とが対向するグリーン
シートの厚みから決定されることを特徴とする。ここ
で、予め定められた全体静電容量値とは、設計上で規定
される積層セラミックコンデンサの静電容量を示す。

【０００９】また、前記第（Ｎ＋１）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ことを特
徴とする。

【００１０】

【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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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の厚み測定は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。

【００１７】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，Ｃｕ，Ａｇ，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。

【００１８】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
理装置で画像処理が行われる。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の位置の測定結果は座
標情報ｘ、ｘ´及びｙ、ｙ´として中央演算処理装置５
に入力される。

【００１９】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２〜４を用いて詳細に
説明する。

【００２０】まず、図２の工程に沿って行われ、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、後述の長尺
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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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の位置を
座標情報ｘ、ｘ´及びｙ、ｙ´として測定する。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２１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。

【００２４】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（第２〜第３工程）。

【００２５】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。

【００２６】次に、内部電極２１ｂ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。

【００２７】次に、グリーンシート２２ｂ上に印刷され
た内部電極２１ｂの各々を位置測定機１２で撮影し、演
算処理装置で画像処理することにより、その端部の位置
情報ｘ、ｘ´及びｙ、ｙ´の座標を求め、その位置情報
は中央演算処理装置５に出力される（第４工程）。そし
て、上記第２工程〜第４工程をＮ（Ｎは自然数）回繰り
返し行うことで積層体を得る。

【００２８】また、測定された各々のセラミックグリー
ンシート２２ｂの厚みｔと、第１、第２内部電極２１
ａ、２１ｂの測定位置から算出される対向面積Ｓとで静
電容量値Ｃを各積層するセラミックグリーンシート２２
ｂ毎にＮ回算出する。さらに、第（Ｎ＋１）内部電極２
１ｂｎの形成位置は、第１〜第Ｎ内部電極の夫々の位置
情報から対向する内部電極の対向面積Ｓを夫々算出し、
対向面積Ｓと各対向する内部電極のグリーンシートの厚
みｔにより静電容量値Ｃを算出すると共に、各静電容量
値Ｃの全てを加算し、かつ、該加算値、予め定められた
全体静電容量値及び第Ｎ内部電極と第（Ｎ＋１）内部電
極とが対向するグリーンシートの厚みから決定される。
即ち、グリーンシートの誘電率をεとして対向面積Ｓは
Ｓ＝（ｔ×（（全体静電容量）−加算値））／εであ
り、内部電極位置測定機１２により測定された第Ｎ内部
電極の位置情報から第（Ｎ＋１）内部電極がどのような
位置になると対向面積Ｓとなるかを算出して、中央処理
装置５は内部電極印刷機３に指令して第（Ｎ＋１）内部
電極が形成されることとなる。

【００２９】なお、このような工程を繰り返し、グリー
ンシート２２と内部電極２１を順次積層していくが、そ
のつど静電容量値を算出し、中央演算処理装置５に累積
していっても良いが、限定されることなく最終的に算出
しても良い。

【００３０】最後に、上側のトップマージンとなるグリ
ーンシート２２を積層する。

【００３１】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。

【００３２】かくして、本発明の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２
２ａ上に形成された第１内部電極２１ａの位置を測定す
る第１工程と、該セラミックグリーンシート２２ａ上に
第１内部電極２１ａをはさんで積層されるセラミックグ
リーンシート２２ｂを用意する第２工程と、セラミック
グリーンシート２２ｂの厚みｔを測定する第３工程と、
セラミックグリーンシート２２ｂの上に第２内部電極２
１ｂを形成すると共に、その第２内部電極２１ｂの形成
位置を測定する第４工程と、第２工程〜第４工程をＮ
（Ｎは自然数）回繰り返し行いながらグリーンシート２
２及び内部電極２１を積層し、第（Ｎ＋１）内部電極ま
で形成した積層体１０を得る。第（Ｎ＋１）内部電極２
１ｂの形成位置は、第１〜第Ｎ内部電極の夫々の位置情
報から対向する内部電極２１の対向面積Ｓを夫々算出
し、対向面積Ｓとグリーンシートｔの厚みにより各対向
する内部電極間の静電容量値Ｃを算出すると共に、各静
電容量値Ｃの全てを加算し、かつ、加算値、予め定めら
れた全体静電容量値及び第Ｎ内部電極と第（Ｎ＋１）内
部電極とが対向するグリーンシートの厚みｔから決定さ
れる。このため、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。

【００３３】また、内部電極２１の位置ずれが発生した
場合も、そのときの位置の測定結果が中央演算処理装置
に出力され、第（Ｎ＋１）内部電極２１ｂｎの形成位置
を調節することにより、位置ずれによる容量ばらつきも
解決できる。

【００３４】また、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。

【００３５】また、第（Ｎ＋１）内部電極２１ｂｎ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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】例えば、第（Ｎ＋１）内部電極以外の内部
電極の印刷方法は、スクリーン印刷法でもよい。また、
他の印刷法を用いてもよい。

【００４０】また、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。

【００４１】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。

【００４２】また、第（Ｎ＋１）内部電極は積層の最後
の層であってもよく、途中の層であってもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、第（Ｎ＋１）内部電極
の形成位置は、第１〜第Ｎ内部電極の夫々の位置情報か
ら対向する内部電極の対向面積を夫々算出し、該対向面
積と各対向する内部電極のグリーンシートの厚みにより
各対向する内部電極間の静電容量値を算出すると共に、
該各静電容量値の全てを加算し、かつ、該加算値、予め
定められた全体静電容量値及び第Ｎ内部電極と第（Ｎ＋
１）内部電極とが対向するグリーンシートの厚みから決
定されるため、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、印刷ずれによる容量ばらつきも
解決できる。

【００４４】また、第（Ｎ＋１）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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E001 AB03 AH00 AH01 AJ01 5E082 AB03 BC38 EE04 EE35 FG06 FG26 LL01 LL02 MM21 MM32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックグリーンシート上に形成され
   た第１内部電極の位置を測定する第１工程と、 該セラミックグリーンシート上に前記第１内部電極をは
   さんで積層される他のセラミックグリーンシートを用意
   する第２工程と、 該他のセラミックグリーンシートの厚みを測定する第３
   工程と、 前記他のセラミックグリーンシートの上に第２内部電極
   を形成すると共に、その内部電極の形成位置を測定する
   第４工程と、 第２工程〜第４工程をＮ（Ｎは自然数）回繰り返し行い
   ながらグリーンシート及び内部電極を積層し、第（Ｎ＋
   １）内部電極まで形成した積層体を得る積層セラミック
   コンデンサの製造方法であって、 前記第（Ｎ＋１）内部電極の形成位置は、前記第１〜第
   Ｎ内部電極の夫々の位置情報から対向する内部電極の対
   向面積を夫々算出し、該対向面積と各対向する内部電極
   のグリーンシートの厚みにより各対向する内部電極間の
   静電容量値を算出すると共に、該各静電容量値の全てを
   加算し、かつ、該加算値、予め定められた全体静電容量
   値及び第Ｎ内部電極と第（Ｎ＋１）内部電極とが対向す
   るグリーンシートの厚みから決定されることを特徴とす
   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（Ｎ＋１）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。