JP2003077777A - 積層セラミック電子部品の焼成方法 - Google Patents

積層セラミック電子部品の焼成方法

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JP2003077777A
JP2003077777A JP2001270769A JP2001270769A JP2003077777A JP 2003077777 A JP2003077777 A JP 2003077777A JP 2001270769 A JP2001270769 A JP 2001270769A JP 2001270769 A JP2001270769 A JP 2001270769A JP 2003077777 A JP2003077777 A JP 2003077777A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高い卑金属を用いた積層セラミック
電子部品を安定して得る。 【解決手段】 焼成工程の投入から３００℃の時点迄を
酸化性雰囲気、３００℃の時点から８００℃の時点迄を
中性雰囲気、８００℃の時点から以降を還元性雰囲気と
し、２００℃までの昇温速度を毎分１．０℃〜毎分５．
０℃、２００℃〜８００℃の昇温速度を毎分０．０１℃
〜毎分３．３３℃、８００℃以上の昇温速度を毎分１．
０℃〜２０．０℃とする。これにより、３００℃の時点
での残留炭素量を０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下、
８００℃の時点での残留炭素量を５００ｐｐｍ以下、お
よび焼成の終了時に４００ｐｐｍ以下となるように管理
して積層セラミック電子部品を焼成する。

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、積層セラミック
コンデンサ等の積層セラミック電子部品の焼成方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、積層セラミックコンデンサ等の積
層セラミック電子部品には、コストを低減するために、
Ｎｉ、Ｃｕなどの卑金属が内部電極および外部電極に用
いられている。
【０００３】このような積層セラミック電子部品の一つ
である積層セラミックコンデンサは以下に示す方法で形
成される。
【０００４】Ｎｉを用いた内部電極をセラミック層とな
るセラミックグリーンシート表面に印刷し、この内部電
極を印刷したセラミックグリーンシートを積層圧着して
から所定の外形寸法に型抜きする。その後、切断して得
られた生チップを脱脂し、焼成してセラミック焼結体を
形成する。このセラミック焼結体の内部電極が外部に露
出する面にＣｕを含む導電ペーストを塗布し、これを焼
成して外部電極を形成する。この外部電極にはバレルメ
ッキ等の方法によりＮｉ、Ｓｎ等の金属メッキを形成す
る。
【０００５】ここで、脱脂後の焼成工程は、連続炉の炉
内の温度分布と雰囲気とを所定値に設定し、ワークをこ
の炉内に通す方法で行われることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の積層
セラミックコンデンサの製造方法においては以下に示す
解決すべき課題があった。
【０００７】Ｎｉ，Ｃｕ等の卑金属を用いた積層セラミ
ックコンデンサでは、焼成後に、内部電極を形成したセ
ラミック層間の剥がれ（層間剥離）、内部電極と外部電
極との電気的接続状態の劣化による容量不良、セラミッ
クの焼結度が充分でないために生じる絶縁抵抗不良など
が発生する場合があった。
【０００８】このような不具合は、焼成炉内の特定の場
所で発生したり、設定が同一条件であっても焼成炉が変
われば、その発生率が変化したりしていた。表１に焼成
炉と焼成炉内の位置とをパラメータにして、層間剥離の
発生率を調査した結果を示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１に示すように、焼成炉間、炉内の位
置、および焼成順序により、前記不具合の発生有無、発
生率に差が生じる。
【００１１】この発明の目的は、焼成炉、炉内の位置等
を変化させても、信頼性の高い、卑金属を用いた積層セ
ラミック電子部品を安定して得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明は、焼成工程に
おける３００℃の時点での残留炭素量を積層セラミック
電子部品に対して０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下と
し、８００℃の時点での残留炭素量を積層セラミック電
子部品に対して重量割合が６００ｐｐｍ以下とし、焼成
の終了時に残留炭素量を積層セラミック電子部品に対し
て重量割合が４００ｐｐｍ以下として積層セラミック電
子部品を焼成する。
【００１３】また、この発明は、焼成工程の投入から３
００℃の時点迄を酸化性雰囲気、３００℃の時点から８
００℃の時点迄を中性雰囲気、８００℃の時点から以降
を還元性雰囲気とし、２００℃までの昇温速度を毎分
１．０℃〜毎分５．０℃、２００℃〜８００℃の昇温速
度を毎分０．０１℃〜毎分３．３３℃、８００℃以上の
昇温速度を毎分１．０℃〜２０．０℃として積層セラミ
ック電子部品を焼成する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る積層セラ
ミック電子部品である積層セラミックコンデンサの焼成
方法について、図１を用いて説明する。
【００１５】図１は焼成炉内の温度プロファイルを示し
たものである。焼成炉に投入（搬送）された積層セラミ
ックコンデンサは、図１に示すように、まず、３００℃
に達するまで酸化性雰囲気下で焼成される。ここで２０
０℃までは、昇温速度とし、２００℃以降は昇温速度
とする。次に、３００℃に達すると、雰囲気を中性に
変更して８００℃まで、昇温速度とし、８００℃に達
すると、還元性雰囲気に変更し、昇温速度として、所
定の最高到達点温度まで昇温したのちに降温する。
【００１６】ここで、昇温速度〜をパラメータとし
て、この焼成工程の３００℃時点での残留炭素量と各不
良の発生率との関係を表２に示し、８００℃時点での残
留炭素量と各不良の発生率との関係を表３に示す。ま
た、焼成後の残留炭素量と各不良の発生率との関係を表
４に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】
【表４】
【００２０】表２に示すように、３００℃時点における
残留炭素量が積層セラミックコンデンサ本体の０．１ｗ
ｔ％以下ならば、ハガレが発生する。これは焼成工程の
初期に焼成が進み過ぎたために内部電極が過度に酸化
し、これによる体積膨脹のストレスにより発生するもの
と考えられる。一方、２．０ｗｔ％以上であると、後段
の更に高温の焼成域にまで、炭素を持ち込むこととな
り、電極の収縮過多が生じ、層間剥離や、内部電極と外
部電極との接続性の低下による容量不良を発生すると考
えられる。よって、３００℃時点での残留炭素量は積層
セラミックコンデンサ本体に対して０．１ｗｔ％以上
２．０ｗｔ％以下とする。この結果を得るため、昇温速
度を毎分１．０℃〜５．０℃とし、昇温速度は毎分
０．０１℃〜３．３３℃とする。
【００２１】次に、表３に示すように、８００℃時点に
おける残留炭素量が６００ｐｐｍを超えると、層間剥離
や容量不良が発生する。これは、８００℃を超える焼成
域に持ち込まれる炭素量が多いために発生すると考えら
れる。よって、８００℃における残留炭素量は積層セラ
ミックコンデンサ本体の６００ｐｐｍ以下とする。この
結果を得るため、昇温速度を毎分０．０１℃〜３．３
３℃とする。
【００２２】更に、表４に示すように、焼成後の残留炭
素量が４００ｐｐｍを超えるとメッキ後に絶縁抵抗不良
や層間剥離が発生する。これは、炭素が残留することに
より、内部電極とセラミック層との界面の接合強度が低
下するからと考えられる。
【００２３】すなわち、界面に形成されたＮｉＯによ
り、接合強度が保たれているのだが、炭素が存在するこ
とにより、ＮｉＯが還元されてしまい、接合強度が低下
する。このため、メッキ後に層間剥離が発生しやすくな
り、その一部が絶縁抵抗不良となって発生する。よっ
て、焼成終了時の残留炭素量は積層セラミックコンデン
サ本体の４００ｐｐｍ以下とする。この結果を得るため
には昇温速度は毎分１．０℃〜２０．０℃とする。
【００２４】これらの条件下で、積層セラミックコンデ
ンサの焼成を行った結果を表５に示す。
【００２５】
【表５】
【００２６】表５に示すように、残留炭素量管理、それ
を実現するための温度・雰囲気のプロファイルを確実に
設定・管理することにより、層間剥離、容量不良、絶縁
抵抗不良等の発生を防止できる。
【００２７】このように所定の条件下で積層セラミック
コンデンサを焼成することにより、安定して製造するこ
とができる。
【００２８】
【発明の効果】この発明によれば、焼成工程における３
００℃の時点での残留炭素量を積層セラミック電子部品
に対して０．１ｗｔ％以上２．０ｗｔ％以下とし、８０
０℃の時点での残留炭素量を積層セラミック電子部品に
対して５００ｐｐｍ以下とし、焼成の終了時に残留炭素
量を積層セラミック電子部品に対して４００ｐｐｍ以下
とすることにより、安定して積層セラミック電子部品を
焼成し、製造することができる。
【００２９】また、この発明によれば、焼成工程の投入
から３００℃の時点迄を酸化性雰囲気、３００℃の時点
から８００℃の時点迄を中性雰囲気、８００℃の時点か
ら以降を還元性雰囲気とし、２００℃までの昇温速度を
毎分１．０℃〜毎分５．０℃、２００℃〜８００℃の昇
温速度を毎分０．０１℃〜毎分３．３３℃、８００℃以
上の昇温速度を毎分１．０℃〜２０．０℃とすることに
より、安定して残留炭素量を管理することができ、ひい
ては安定して積層セラミック電子部品を焼成・製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｎｉ，Ｃｕまたはこれらの合金からなる
    内部電極を備えたセラミック層を積層した積層体を備え
    た積層セラミック電子部品の焼成方法であって、 焼成工程における３００℃の時点での残留炭素量が前記
    積層セラミック電子部品に対して０．１ｗｔ％以上２．
    ０ｗｔ％以下であり、 焼成工程における８００℃の時点での残留炭素量が前記
    積層セラミック電子部品に対して重量割合が６００ｐｐ
    ｍ以下であり、 焼成工程の終了時での残留炭素量が前記積層セラミック
    電子部品に対して重量割合が４００ｐｐｍ以下である積
    層セラミック電子部品の焼成方法。
  2. 【請求項２】 前記焼成工程の投入から前記３００℃の
    時点迄が酸化性雰囲気であり、 前記３００℃の時点から前記８００℃の時点迄が中性雰
    囲気であり、 前記８００℃の時点から以降が還元性雰囲気であり、 ２００℃までの昇温速度を毎分１．０℃〜毎分５．０℃
    の範囲内とし、２００℃〜８００℃の昇温速度を毎分
    ０．０１℃〜毎分３．３３℃の範囲内とし、８００℃以
    上の昇温速度を毎分１．０℃〜２０．０℃の範囲内とす
    る請求項１に記載の積層セラミック電子部品の焼成方
    法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196717A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Nec Tokin Corp 積層型圧電セラミックス素子およびその製造方法
JP2011151149A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Tdk Corp 積層型電子部品の製造方法
JP2011151148A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Tdk Corp 積層型電子部品の製造方法

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