JP2002359148A - 積層電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高容量化・小型薄肉化が求められる積層セラ
ミックコンデンサ等のセラミック積層電子部品の製造に
おいて、セラミックグリーンシートの多層化及び薄肉化
に拘わらず、反りが生じにくい手法を提供する。 【解決手段】２以上の積層ブロック体、例えば第１の積
層ブロック体１０と第２の積層グリーンブロック体２０
とを、別々にそれぞれ積層して作製し、さらにそれら積
層グリーンブロック体１０，２０を圧着して一体化す
る。これにより、各ブロック体１０及び２０における積
層階層の工程履歴（加圧回数等）による充填密度等の不
均一（アンバランス）が減少ないし相殺されるような効
果が生じる。このことが最終製品の反り等を生じにくく
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、積層電子部品の
製造方法に関し、例えば積層コンデンサ、積層インダク
タ、積層コンデンサ内蔵基板、積層モジュール基板、等
の積層電子部品に好適な製造方法に関する。特には、積
層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、
積層セラミックコンデンサ内蔵基板、積層セラミックモ
ジュール基板、等の積層セラミック電子部品に好適な製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばセラミックを誘電体とする
積層セラミックコンデンサを製造するには、ベース部と
なるセラミックグリーンシート上に所定数のセラミック
グリーンシートと所定数の内部電極を交互に順次圧着し
ていくとともに、内部電極を２系統で接続するビア電極
あるいは外層電極を形成して積層セラミックグリーン体
を作製し、この積層セラミックグリーン体を焼成して積
層セラミックコンデンサ部品としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法では、積層されるセラミックグリーンシート等
の積層の初期の階層では、終期の階層に比べて加圧され
る回数が多く（終期の階層では加圧回数が少ない）、初
期の階層では終期の階層より充填密度が高くなる傾向が
ある。このような積層の初期と終期の加圧回数（工程履
歴）ひいては充填密度等の物性の不均衡により、焼成し
た際に積層セラミック部品に反りが生じやすい状況とな
る。

【０００４】特に今日、積層セラミックコンデンサに求
められる高容量化・小型化（薄型化）を実現するために
は、高容量化のためにシートの積層数は多くなり、薄型
化のために積層シートは薄くする必要がある。シートの
積層数が多くなるほど積層階層による加圧履歴・充填密
度等の不均衡の影響は大きく、また積層されるセラミッ
クグリーンシートが薄くなることも加重されて、焼成後
の積層部品に反りが出やすくなる。このような反りの発
生を防ぐために、製造における個々の工程を高精度に管
理する必要があり、また焼成後の部品の品質検査の負
担、不合格品を排除することによる歩留まり低下等のた
めに、製造コストの上昇を招きやすく、このようなこと
がコストダウンを図る上での障害となる。

【０００５】この発明は、高容量化・薄型化が求められ
る積層セラミックコンデンサ等のセラミック積層電子部
品の製造において、セラミックグリーンシートの多層化
及び薄型化に拘わらず、反りが生じにくい手法を提供
し、品質の向上及びコストの低減を図ることを直接の課
題とする。

【０００６】なお、樹脂シートと内部電極とを交互に、
例えば接着剤で固めて複数積層する積層樹脂電子部品
（いわゆる樹脂パッケージ）においても、積層数が多く
なるほど接着剤の硬化収縮等の不均一が生じやすく、樹
脂シートの薄肉化もあって、最終製品に反りが生じやす
くなる傾向があるので、この発明の課題及び適用範囲
は、積層セラミック部品に限らず積層樹脂部品などのセ
ラミック以外の積層電子部品の製造方法も包含する。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】この発明
は、所定数の積層シートと所定数の電極とを該シートを
挟んで電極が位置するように積層した積層部と、その積
層部を支持するベース部とを結合してなる積層電子部品
の製造方法であって、前記ベース部となるシート上に、
前記シート及び電極をそれぞれ前記所定数より少ない数
で積層した部分的な積層部を形成して、２個以上の積層
ブロック体（ただし、これら２個以上の積層ブロック体
全体を合わせたときの前記シート及び電極の積層数の合
計は、前記所定数とする。）を作製する工程と、それら
の積層ブロック体の２個以上を向かい合わせて一体化し
て、最終的に必要とする所定数のシートと所定数の電極
とを該シートを挟んで電極が位置するように積層した積
層体を作製する工程と、を含むことを特徴とする。

【０００８】セラミック製の積層電子部品の製造に関し
て、この発明は、所定数のセラミックグリーンシートと
所定数の電極とを該セラミックグリーンシートを挟んで
電極が位置するように積層した積層部と、セラミックグ
リーンシートからなり上記積層部を支持するベース部と
を含む積層グリーン体を焼成してなるセラミック製の積
層電子部品の製造方法であって、前記ベース部となるセ
ラミックグリーンシート上に、前記セラミックグリーン
シートと電極とをそれぞれ前記所定数より少ない数で積
層した部分的な積層部を形成して、２個以上の積層グリ
ーンブロック体（ただし、これら２個以上の積層グリー
ンブロック体全体を合わせたときの前記シート及び電極
の積層数の合計は、前記所定数とする。）を作製する工
程と、前記積層グリーンブロック体の２個以上を向かい
合わせて圧着して、最終的に必要とする所定数のセラミ
ックグリーンシートと所定数の電極とを該シートを挟ん
で電極が位置するように積層した積層グリーン体を作製
する工程と、を含むことを特徴とする。

【０００９】上記のように、全体を合わせれば所定数の
積層シート及び電極を備える分割形態の２個以上の積層
ブロック体（セラミックの場合は積層グリーンブロック
体）をそれぞれ積層して作成し、それらの積層ブロック
体を圧着等により一体化して、最終的に必要とする所定
数のシートと所定数の電極とを配置した積層部を有する
積層体（セラミックの場合は積層グリーン体）を作製す
る。典型事例に即して言えば、例えば第１の積層ブロッ
ク体（積層グリーンブロック体）と第２の積層ブロック
体（積層グリーンブロック体）とを別々にそれぞれ積層
して作製することにより、各ブロック体における積層階
層の工程履歴（加圧・加熱回数・充填密度等）の不均一
（アンバランス）は減少する。それら第１及び第２の積
層ブロック体を結合することにより得られる積層体で
は、各積層階層における密度差等の物性の差が小さくな
り、あるいは互いに相殺するように作用し、このことが
最終製品の反り等を生じにくくし、品質を高めるととも
に、工程管理の容易化及び製品の歩留まりを向上させ、
全体として製造コストの低減を図ることができる。

【００１０】また、第１の積層ブロック体（積層グリー
ンブロック体）と第２の積層ブロック体（積層グリーン
ブロック体）との少なくとも一方（双方又は一方）にお
いて、圧着面である積層部面には内部電極を形成しない
手法を採用できる。これにより、両ブロック体の圧着工
程で加圧条件が緩和できる等の利点がある。つまり、両
ブロック体の圧着面に内部電極が存在する場合は、その
内部電極による隙間を消滅させ得る相当の加圧力が求め
られるが、両ブロック体の圧着面の一方又は双方に内部
電極がなければそれだけ加圧力の条件が緩和でき、加圧
力を小さくできれば、反りの原因となりやすい圧着部の
圧縮率を小さくして、反りをいっそう抑制することが可
能となる。

【００１１】また、第１の積層ブロック体と第２の積層
ブロック体とを圧着・統合して第３の積層ブロック体と
し、この第３の積層ブロック体を例えば２個、３個等複
数圧着して、目的とする積層数を実現することもでき
る。その場合、ベース部となるシート同士を圧着するこ
ともできる。つまり、第１及び第２の積層ブロック体が
圧着されたものを、中間的な積層ブロック体（中間パー
ツ）として、これを組み合わせるように圧着を重ねるこ
とも可能である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の
積層電子部品の製造方法として、積層セラミックコンデ
ンサのための製造方法の実施例を示すものである。

【００１３】その工程（ａ）〜（ｄ）において、全体と
して所定数のセラミックグリーンシートと電極（内部電
極）とが積層されて形成される積層セラミックコンデン
サの積層部を２分割した形態で、（ａ）において第１の
積層グリーンブロック体１０を積層し、（ｂ）で同様に
第２の積層グリーンブロック体２０を積層し、これら第
１及び第２の積層グリーンブロック体１０及び２０を、
（ｃ）において圧着して一体化することにより、積層グ
リーン体３０とし、さらに（ｄ）で外装電極４０等の電
極形成をする。

【００１４】工程（ａ）では、第１のベース部となるセ
ラミックグリーンシート１の上に（図１では左側の積層
グリーンブロック体１０が上下反対になっているが、こ
れは合体の様子をわかりやすくする便宜的な表示であ
る）、セラミックグリーンシート５と内部電極（配線電
極又は電極とも言える：後述）とをそれぞれ所定数より
少ない数で交互に（シート５を挟んで電極が位置するよ
うに）積層して、第１の積層グリーンブロック体１０を
形成する。

【００１５】一方、別の並列的な工程（ｂ）で、（ａ）
と同様に、ベース部となるセラミックグリーンシート１
上に、セラミックグリーンシート５と内部電極（後述）
とをそれぞれ所定数より少ない数で交互に積層して、第
２の積層グリーンブロック体２０を形成する。第１の積
層グリーンブロック体１０と第２の積層グリーンブロッ
ク体２０は同様のものと考えてよい。

【００１６】第１及び第２の積層グリーンブロック体１
０及び２０の各積層数は、最終的な全体の積層数をＮと
すれば、Ｎ／２が好適と言えるが、必ずしもこれに限ら
れるものではない。言い換えれば、第１の積層グリーン
ブロック体１０の積層数ｎ1＝第２の積層グリーンブロ
ック体２０の積層数ｎ2＝Ｎ／２が代表例であり、ｎ1＋
ｎ2＝Ｎと言えるが、工程上又は設計上の事情等より、
双方の積層グリーンブロック体１０、２０における積層
数が異なる場合、つまりｎ1＞ｎ2、又はｎ1＜ｎ2の場合
もあり得る。

【００１７】図２は、図１の工程（ａ）（ｂ）において
ベース部となるセラミックグリーンシート１を詳しく示
す図である。この工程の前提として、例えばチタン酸バ
リウム等のセラミック原料粉末を主成分とし、これに有
機バインダー等の必要な添加剤を加えて混練することに
よりセラミックスラリーを作製する。次にそのセラッミ
クスラリーを、樹脂フィルム等からなるバックテープ
（キャリアテープ又はキャリフィルム）１１上に、公知
のドクターブレード法等により塗布し、これを乾燥させ
ることにより、セラミックグリーンシート１を作製す
る。

【００１８】セラミックグリーンシート１は、別の電極
ラミネート（積層）用の複数のセラミックグリーンシー
トを積層しやすくするベース部となるもので、積層用の
セラミックグリーンシート以上の厚み（例えば２〜５倍
程度の厚み）を備え、ベース部として一定の強度・剛性
が確保される。

【００１９】また、図３に示すように、積層用のセラミ
ックグリーンシート５を用意する。これは上述と同様の
バックテープ１１に、上述と同様なセラミックスラリー
を、ベース用のシートより薄く塗布して乾燥させ、薄い
積層用のセラミックグリーンシート５とする。

【００２０】さらに図３の中段・下段に示すように、セ
ラミックグリーンシート５のバックテープ１１とは反対
側のシート面に、例えば銀、銀パラジウム、パラジウ
ム、ニッケル等の金属粉末を含有して所定の流動性を有
する粘度に調整された電極ペーストを、例えばスクリー
ン印刷により所定のパターンで塗布することにより電極
６（内部電極又は配線電極）を形成する。

【００２１】そして、図４のように、片面に電極６が形
成された積層用のセラミックグリーンシート５を、第１
のベース部となるセラミックグリーンシート１上に例え
ば〜のように複数枚積層する。より詳しくは、第１
のベース部となるセラミックグリーンシート１のバック
テープ１１とは反対側のシート面に、積層用のセラミッ
クグリーンシート５の片面に形成された内部電極６が対
面するように、セラミックグリーンシート５を圧着する
（）。

【００２２】次にその圧着されたセラミックグリーンシ
ート５のバックテープ１１を剥がした後、その剥がした
後のシート面に次のセラミックグリーンシート５を、自
身の片面に形成された内部電極６が対面するようにして
圧着する（）。

【００２３】以下同様にして、〜のセラミックグリ
ーンシート５を、バックテープ１１を順次剥がしつつ、
各内部電極６を交互に挟み込んでラミネートするよう
に、言い換えれば各内部電極６がセラミックグリーンシ
ート１を挟んで埋設されるように順次圧着していく。

【００２４】図５はこのようにして積層された第１及び
第２の積層グリーンブロック体１０及び２０を示してい
る。なお、第１及び第２の積層グリーンブロック体１０
及び２０において、ベース部であるセラミックグリーン
シート１のバックテープ１１は、後に予定されている相
手方との圧着・一体化等の工程を容易にするために、剥
がされることなくシート１と一体の状態にある。また、
第１及び第２の積層グリーンブロック体１０及び２０
の、バックテープ１１とは反対側の積層部面（積層部シ
ート面）は、バックテープが剥がされた露出シート面で
あり、この面に内部電極は存在しない。

【００２５】このように、互いに分割形態で形成された
第１及び第２の積層グリーンブロック体１０及び２０
を、図６のように、各ベース部のセラミックグリーンシ
ート１とは反対側の積層部シート面同士が向き合うよう
にした状態で、これら積層グリーンブロック体１０及び
２０を、例えば静水圧プレスその他のプレス手段を用い
た所定の加圧力（押圧力）により、また必要に応じて所
定の加熱下で、互いに圧着（通常は熱圧着）させて一体
化する。これにより図７に示すような所定数の積層数を
有する積層グリーン体３０を得る。つまり、最終的に所
定数（この例では６層＋６層＝１２）のセラミックグリ
ーンシート５と内部電極６とが交互に積層された（電極
６がセラミックグリーンシート１を挟んで埋設された）
積層グリーン体３０を得る。

【００２６】ここで、電極６を挟み込んだ、言い換えれ
ば電極６間の介在物となるセラミックグリーンシート５
は誘電体として機能し、その誘電率や電極数さらには電
極６の対向距離等で積層セラミックコンデンサとして蓄
え得る電荷等が定まる。この意味では、内部電極６間の
セラミックグリーンシート５は図７の例では１層である
が、これを２層以上とすることもできる。言い換えれ
ば、所定の間隔で内部電極６がセラミックグリーンシー
ト５内に埋設されるとも言える。

【００２７】いずれにせよ、内部電極６の間隔がすべて
均一かそうでないかは問題でなく、内部電極６とセラミ
ックグリーンシート５とが交互に積層され、電極同士が
直接的には接触しないように位置するということができ
る。また、内部電極６は、例えば交互に位置が食い違う
ように配置され、積層グリーン体３０の両端面に対し、
内部電極６の一方の端部が交互に異なる端面に露出する
（逆に言えば１層おきに同じ端面に露出する）構造とな
っている。つまり、代表的には所定枚数の内部電極６が
交互に対向電極になるように配線することができる。

【００２８】第１及び第２の積層グリーンブロック体１
０及び２０でそれぞれ積層される複数のセラミックグリ
ーンシート５の圧着を仮圧着とすれば、これら第１及び
第２の積層グリーンブロック体１０及び２０同士の圧着
は本圧着とも言える。これらの各圧着面にはいずれも内
部電極６が形成されていないため、平坦なシート面同士
でそれほど大きな加圧力を要さず信頼性高く圧着され
る。

【００２９】もっとも、圧着面に内部電極が形成される
ようにしてもよく、その場合は第１又は第２の積層グリ
ーンブロック体１０又は２０のバックテープ１１を剥が
したシート面に、導電ペーストをスクリーン印刷等の適
宜の塗布ないし付着手法で形成し、その後第１及び第２
の積層グリーンブロック体１０及び２０を、その内部電
極を挟み込むように圧着することにより、内部電極が１
層分増える。そのためコンデンサの容量増大に寄与する
が、一方のシート面と他方の内部電極（シート面から盛
り上がって形成される）との隙間を消滅させるに充分な
加圧力が必要となり、また圧着性を高めるために圧着面
に事前処理（加圧面押しによる配線層形成面の平坦化
等）等する場合もあって、工程コストや最終製品の反り
解消等の点では必ずしも有利とは言えない。

【００３０】これに対し、内部電極が形成されていない
露出シート面同士を圧着するのであれば、コンデンサ容
量は内部電極が１層分減少することで多少低下するもの
の、圧着させやすいから、加圧力は小さくて済み、また
圧着性を上げるための圧着面に対する事前処理の省略も
可能となり、工程コストの低減、圧着の信頼性の向上、
最終製品の反りの抑制等の利点がある。

【００３１】上記のように作製された図７の積層グリー
ン体３０は、そのまま又は所定のグリーンチップ形状に
切断した後、これを所定の温度・雰囲気で脱脂、焼成す
る工程を実施し、積層セラミックコンデンサの焼成体４
０を作製する。さらに必要に応じその焼成体４０の面取
りを行った後、内部電極６の端部が露出した両端面に、
図８に示すように外装電極（外部電極）５０を形成し
て、積層セラミックコンデンサの製品または中間品とす
る。なお、積層グリーン体３０に予め外装電極５０を形
成してから焼成することも排除はされない。

【００３２】この発明では、第１の積層グリーンブロッ
ク体と第２の積層グリーンブロック体等の複数のブロッ
クに分割して積層・加圧工程を実施し、その後、それら
のブロック体同士を圧着・結合することより、各セラミ
ックグリーンシートの積層の階層差による加圧回数等の
工程履歴の差、ひいては密度差等を相殺するような効果
があり、そのことが焼成後の製品の反りを抑制すること
につながる。

【００３３】以上の説明では、理解を容易にするため
に、第１及び第２の積層グリーンブロック体１０及び２
０の２個の圧着を説明したが、分割形態ひいては圧着対
象は２個とは限らない。例えば図９に示すように、第１
及び第２の積層グリーンブロック体１０及び２０に相当
する積層ブロック体３０を３個以上（図例では４個）互
いに圧着等により一体化し、積層数の多い高容量コンデ
ンサ部品を得ることもできる。さらには、図１０に示す
ように、積層グリーンブロック体１０、２０を圧着等に
より合体した複数の積層グリーン体３０をさらに後の圧
着の出発部品（積層ブロック体）として、それら複数
（図例では３個）の積層グリーン体３０を圧着等により
合体・一体化して積層数のさらに大きな積層グリーン体
ないし積層体６０を得るようにすることもできる。

【００３４】以上はすべて積層セラミックコンデンサを
製造する場合を例にとったが、コンデンサ以外に、積層
セラミックインダクタ等の他の積層セラミック電子部品
の製造にこの発明を適用することもできる。また、積層
された内部電極の配線接続（回路設計）としては外装電
極のみならず、ビアホールを用いた公知のビア電極等に
より、内部電極の配線・回路設計を行うこともできる。
さらには、セラミックに限らず、例えば樹脂製で内部電
極を複数段にラミネートする積層電子部品にも本発明を
適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の全体の工程例を概略的に示す工程
図。

【図２】図１の（ａ）（ｂ）の工程におけるベース部用
のセラミックグリーンシートの断面図。

【図３】図１の（ａ）（ｂ）の工程における積層用のセ
ラミックグリーンシート並びに電極の一例を示す断面
図。

【図４】図１の（ａ）（ｂ）の工程に対応する圧着前の
分解断面図。

【図５】図１の（ａ）（ｂ）の工程の積層により得られ
る第１及び第２の積層グリーンブロック体の断面図。

【図６】図１の（ｃ）の工程の圧着前の状態を示す断面
図。

【図７】図１の（ｃ）の工程の圧着後の積層グリーン体
を示す断面図。

【図８】積層グリーンブロック体の焼成後における外装
電極の形成例を示す断面図。

【図９】この発明の別の変形例を示す図。

【図１０】さらに別の実施例を示す図。

【符号の説明】

１ ベース部用のセラミックグリーンシート ５ 積層用のセラミックグリーンシート ６ 内部電極 １０ 第１の積層グリーンブロック体 １１ バックテープ ２０ 第２の積層グリーンブロック体 ３０ 積層グリーン体 ４０ 外装電極

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 元彦 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 佐藤 学 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E082 AB03 BC33 EE43 FG06 FG26 FG54

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定数のシートと所定数の電極とを該シ
   ートを挟んで電極が位置するように積層した積層部と、
   その積層部を支持するベース部とを一体化した積層体か
   らなる積層電子部品の製造方法であって、 前記ベース部となるシート上に、前記シート及び電極を
   それぞれ前記所定数より少ない数で積層した部分的な積
   層部を形成して、２個以上の積層ブロック体（ただし、
   これら２個以上の積層ブロック体全体を合わせたときの
   前記シート及び電極の積層数の合計は、前記所定数とす
   る。）を作製する工程と、 それらの積層ブロック体の２個以上を向かい合わせて一
   体化して、最終的に必要とする所定数のシートと所定数
   の電極とを該シートを挟んで電極が位置するように積層
   した積層体を作製する工程と、 を含むことを特徴とする積層電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記積層ブロック体の２個を第１及び第
   ２の積層ブロック体として、それらを、それぞれのベー
   ス部となるシート面とは反対側の積層部面同士を向かい
   合わせて一体化し、最終的に必要とする所定数のシート
   と所定数の電極とを該シートを挟んで電極が位置するよ
   うに積層した積層体を作製する工程を含むことを特徴と
   する請求項１に記載の積層電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 所定数のセラミックグリーンシートと所
   定数の電極とを該セラミックグリーンシートを挟んで電
   極が位置するように積層した積層部と、セラミックグリ
   ーンシートからなり上記積層部を支持するベース部とを
   含む積層グリーン体を焼成してなるセラミック製の積層
   電子部品の製造方法であって、 前記ベース部となるセラミックグリーンシート上に、前
   記セラミックグリーンシートと電極とをそれぞれ前記所
   定数より少ない数で積層した部分的な積層部を形成し
   て、２個以上の積層グリーンブロック体（ただし、これ
   ら２個以上の積層グリーンブロック体全体を合わせたと
   きの前記シート及び電極の積層数の合計は、前記所定数
   とする。）を作製する工程と、 前記積層グリーンブロック体の２個以上を向かい合わせ
   て圧着して、最終的に必要とする所定数のセラミックグ
   リーンシートと所定数の電極とを該シートを挟んで電極
   が位置するように積層した積層グリーン体を作製する工
   程と、 を含むことを特徴とする積層電子部品の製造方法。
4. 【請求項４】 前記積層グリーンブロック体の２個を第
   １及び第２の積層グリーンブロック体とし、それらを、
   それぞれのベース部となるシート面とは反対側の積層部
   面同士を向かい合わせて圧着して、最終的に必要とする
   所定数のセラミックグリーンシートと所定数の電極とを
   該シートを挟んで電極が位置するように積層した積層グ
   リーン体を作製する工程を含むことを特徴とする請求項
   ３に記載の積層電子部品の製造方法。
5. 【請求項５】 前記積層グリーン体を焼成してセラミッ
   ク製の積層電子部品の焼成体を作製する焼成工程を含む
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の積層電子部品
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記２個以上の積層ブロック体又は積層
   グリーンブロック体の少なくとも一方において、圧着面
   である積層部面には電極を形成しないことを特徴とする
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の積層電子部品
   の製造方法。
7. 【請求項７】 前記ベース部となるシート又はセラミッ
   クグリーンシートは、前記積層部を構成するシート又は
   セラミックグリーンシート以上の厚みを有する請求項１
   ないし６のいずれか１項に記載の積層電子部品の製造方
   法。