【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック積層体の製法に関し、特に、多層配線基板、積層型圧電アクチュエータ、積層型圧電トランス、積層セラミックコンデンサのようにセラミックグリーンシート及び機能導体パターンが薄層多層化して形成されたセラミック積層体の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子機器の小型化および高密度化に伴い、セラミック積層体中に導体パターンを形成した積層セラミックコンデンサは、小型薄型化および高寸法精度が求められている。
【０００３】
従来、図８に示すように、容量形成用導体パターン５３の一方のエンドマージン側辺５３ａは、コンデンサ本体５５の端面に露出し外部電極５７と接続されており、他方のエンドマージン側辺５３ａは、外部電極５７とは接続されておらず、他方のエンドマージン側辺５３ａと所定間隔をおいて、かつ端部がコンデンサ本体５５の端面に露出するダミー電極５９が形成された積層セラミックコンデンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来、セラミックグリーンシートや容量形成用導体パターンを薄層、多層化して形成された積層セラミックコンデンサでは、容量形成用導体パターンが形成されている部分と形成されていない部分との間で容量形成用導体パターンの厚みによる段差が累積し、容量形成用導体パターンの無い周囲のセラミックグリーンシート同士の密着が弱くなり、デラミネーションやクラックが発生しやすいという問題があったが、上記特許文献１によれば、容量形成用導体パターン５３の形成されていない部分（エンドマージン側辺５３ａと外部電極５７が形成されるコンデンサ本体５５の端面間）に、ダミー電極５９が形成されているため、容量形成用導体パターン５３による段差をある程度無くすことができ、デラミネーションやクラックの発生を抑制できると考えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２７９４３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された積層セラミックコンデンサでは、サイドマージン部において容量形成用導体パターン５３の厚みによる段差が累積し、容量形成用導体パターン５３のサイドマージン側辺とコンデンサ本体５５の側面との間におけるセラミックグリーンシート同士の密着が弱くなり、コンデンサ本体５５のサイドマージン側の側面においてデラミネーションやクラックが発生しやすいという問題があった。特に、セラミックグリーンシートの積層数が多くなるほど段差が累積し、デラミネーションやクラックが発生しやすいという問題があった。
【０００７】
本発明は、サイドマージン側の側面におけるデラミネーションやクラックの発生を大幅に抑制できるセラミック積層体の製法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック積層体の製法は、積層された複数のセラミックグリーンシート間に、対向する一対のエンドマージン側辺及び対向する一対のサイドマージン側辺を有する矩形状の機能導体パターンを複数所定間隔をおいて整列してなる母体積層体を作製する工程と、該母体積層体を所定位置で所定の切断幅で積層方向に切断して、異なる端面に前記機能導体パターンのエンドマージン側辺が交互に露出する積層成形体を作製する工程とを具備するセラミック積層体の製法であって、
前記母体積層体のセラミックグリーンシート間における隣設する機能導体パターンの対向するエンドマージン側辺間に、該エンドマージン側辺と所定間隔をおいてエンド側形状保持導体パターンが形成されているとともに、前記セラミックグリーンシート間における隣設する機能導体パターンの対向するサイドマージン側辺間に、該サイドマージン側辺と所定間隔をおいて前記切断幅よりも狭い幅を有するサイド側形状保持導体パターンが形成され、前記母体積層体が、前記エンド側形状保持導体パターンを２分割するように、且つ、前記サイド側形状保持導体パターンを除去するように切断されることを特徴とする。
【０００９】
このようなセラミック積層体の製法では、隣設する機能導体パターンのエンドマージン側辺間にエンド側形状保持導体パターンを形成するのみならず、隣設する機能導体パターンの対向するサイドマージン側辺間にもサイド側形状保持導体パターンが形成されているため、機能導体パターンのサイドマージン側辺の厚みによる段差の累積を低減でき、焼成されたセラミック積層体（例えばコンデンサ本体）のサイドマージン側の側面におけるデラミネーションやクラックの発生を大幅に抑制できる。尚、本発明においては、エンドマージン側辺とは、外部電極が形成される積層基体の端面側に形成される機能導体パターンの辺、サイドマージン側辺とは、外部電極が形成されない積層基体の側面側に形成される機能導体パターンの辺をいう。
【００１０】
また、この製法では、母体積層体が積層方向（主面に対して垂直方向）にサイド側形状保持導体パターンを切断除去することから、サイドマージン部から容易に金属粉末を含むサイド側形状保持導体パターンを除くことができ、絶縁性の高いサイドマージン部を形成でき、セラミック積層体の信頼性を高めることができる。さらに、エンド側形状保持導体パターンは２分割するように母体積層体が切断されるため、セラミック積層体の端面にはエンド側形状保持導体パターンの一端部が露出しており、セラミック積層体の端面に形成される外部電極との接続強度を向上できる。尚、エンド側形状保持導体パターンは除去されずに残存するが、後述するように、機能導体パターンとエンド側形状保持導体パターンとの間隔を一定以上確保すれば、絶縁性を十分に確保できる。
【００１１】
また、本発明のセラミック積層体の製法は、母体積層体は、セラミックグリーンシートの主面上に導体ペーストを印刷して、機能導体パターン、エンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンを同時に形成する工程と、該機能導体パターン、エンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層する工程とを具備して作製されることを特徴とする。
【００１２】
このようなセラミック積層体の製法では、機能導体パターンの形成と同時に、該機能導体パターン間に、導体ペーストによりエンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターン（以下両者を含めて形状保持導体パターンということもある）を形成できるため、製造が容易となる。
【００１３】
また、一般に、機能導体パターンおよび形状保持導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数層積層して母体積層体を形成した後に、セラミックグリーンシートの密着性を向上するため母体積層体の加圧が行われるが、その際に、上下のセラミックグリーンシートが機能導体パターンと形状保持パターンとの間に入り込み絶縁層が形成されることから、セラミック積層体の周囲に容易にマージン部を形成でき、ショートを抑制できる。
【００１４】
また、形状保持導体パターンが機能導体パターンと同一の製版を用いて同時に形成されることから、機能導体パターンと形状保持導体パターンとの印刷工程を１工程で行うことができるとともに、印刷時の印圧により製版が周辺領域に伸びて印刷時の位置ずれが生じたとしても、機能導体パターンと形状保持導体パターンとは形状と間隔を保持した状態で高精度に形成することができる。
【００１５】
このため、従来のセラミック積層体の製法のように、機能導体パターンと、セラミックパターンからなる形状保持パターンとを２工程で形成する時に発生する機能導体パターンとセラミックパターンとの位置ずれによる機能導体パターン上へのセラミックパターンの乗り上げを抑制でき、母体積層体における機能導体パターンとセラミックパターンとの厚みの累積を抑えることができる。
【００１６】
さらに、本発明のセラミック積層体の製法は、エンド側形状保持導体パターン及び／又はサイド側形状保持導体パターンの厚みは、機能導体パターンの厚みよりも厚いことを特徴とする。
【００１７】
本発明では、形状保持導体パターンの厚みを機能導体パターンよりも厚く形成することにより、積層時に用いる吸着ヘッドの吸着面を形状保持導体パターンにのみ接触させることができることから、加圧の初期段階すなわち低圧のときから機能導体パターンが形状保持導体パターンと同時に加圧されることがなく、形状保持導体パターンのみ、もしくは形状保持導体パターンが先に加圧された後に機能導体パターンが加圧されることから、機能導体パターンの吸着ヘッドによる型跡の形成や変形が抑制され、吸着ヘッドの吸引孔部分の機能導体パターンが突出し、本来絶縁されるべき領域にまで機能導体パターンが延出したりすることがなくなり、セラミック積層体の絶縁不良やショートを抑えることができる。
【００１８】
また、本発明のセラミック積層体の製法は、エンド側形状保持導体パターン及び／又はサイド側形状保持導体パターンの厚みをｔ１、機能導体パターンの厚みをｔ２としたときに、１＜ｔ１／ｔ２≦２を満足することを特徴とする。
【００１９】
ｔ１／ｔ２比をこのような範囲とすることにより、形状保持導体パターンの過剰厚みによるセラミック積層体の厚みばらつきを低減し、デラミネーションをさらに抑制できる。
【００２０】
本発明のセラミック積層体の製法は、機能導体パターンと、エンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンとの間隔Ｌ２が、６０μｍ以上であることを特徴とする。このように機能導体パターンと形状保持導体パターンとの間隔Ｌ２が６０μｍ以上であれば、セラミックグリーンシートの積層ずれおよび切断ずれが生じたとしたとしても、機能導体パターンと形状保持導体パターンとの電気絶縁性を維持できるとともに、形状保持導体パターンに選択的に圧力が加わっても、機能導体パターンと形状保持導体パターン間にセラミックグリーンシート材料の充填を確実にできる。
【００２１】
また、本発明のセラミック積層体の製法は、エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンは離間していることを特徴とする。このようなセラミック積層体の製法では、セラミックグリーンシート間であって、形状保持導体パターンと機能導体パターンにより形成される空間が、エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンとの離間部分を介して外部と連通することになり、この離間部分を介して母体積層体中の空気を十分に除去すること（脱気）ができ、焼成後におけるクラックやデラミネーションを抑制することができるとともに、信頼性を向上できる。
【００２２】
また、エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンが接続されて、機能導体パターンを取り囲むように環状に形成されており、前記エンド側形状保持導体パターン及び／又は前記サイド側形状保持導体パターンの一部が切り欠かれていることを特徴とする。このようなセラミック積層体の製法でも、セラミックグリーンシート間であって、形状保持導体パターンと機能導体パターンにより形成される空間が、形状保持導体パターンの切り欠き部を介して外部と連通することになり、この切り欠き部を介して母体積層体中の空気を十分に除去すること（脱気）ができ、焼成後におけるクラックやデラミネーションを抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のセラミック積層体の製法は、例えば、電子部品の一つである積層セラミックコンデンサに適用される。
【００２４】
積層セラミックコンデンサを構成するセラミックグリーンシート１は、図１（ａ）に示すように、まず、キャリアフィルム２上にセラミックスラリを塗布して形成される。
【００２５】
次に、図１（ｂ）に示すように、このセラミックグリーンシート１の一方主面上に導体ペーストを印刷して、図２に示すように、平面視で矩形状の容量形成用導体パターン（機能導体パターン）３を所定間隔をおいて複数形成するとともに、これらの容量形成用導体パターン３間に、これらの容量形成用導体パターン３と離間して形状保持導体パターン５、７が導体ペーストにより同時に形成される。
【００２６】
即ち、図２に示したように、セラミックグリーンシート１の一方主面側に、導体ペーストを印刷して形成された矩形状の容量形成用導体パターン３が所定間隔Ｌ１をおいて複数整列して形成されており、これらの容量形成用導体パターン３は、対向する一対のエンドマージン側辺３ａ及び対向する一対のサイドマージン側辺３ｂを有している。尚、隣設する容量形成用導体パターン３の対向する一対のエンドマージン側辺３ａ間の間隔、隣設する容量形成用導体パターン３の対向する一対のサイドマージン側辺３ｂ間の間隔は同一間隔Ｌ１とすることなく、異なっていても良い。
【００２７】
そして、隣設する容量形成用導体パターン３の対向するエンドマージン側辺３ａ間に、該エンドマージン側辺３ａと所定間隔Ｌ２をおいてエンド側形状保持導体パターン５が形成され、隣設する容量形成用導体パターン３の対向するサイドマージン側辺３ｂ間に、該サイドマージン側辺３ｂと所定間隔Ｌ３をおいてサイド側形状保持導体パターン７が形成されている。
【００２８】
エンド側形状保持導体パターン５は、サイド側形状保持導体パターン７よりも幅が広く形成され、エンド側形状保持導体パターン５は、後述する母体積層体を切断する際の切断幅よりも広く、切断して両側に残存するように２分割できる幅とされ、サイド側形状保持導体パターン７の幅は、切断幅と同一、あるいは狭く形成され、切断すると除去されるような幅とされている。
【００２９】
一方、エンド側形状保持導体パターン５の長さは、容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺３ａの長さと同一とされ、サイド側形状保持導体パターン７の長さは、容量形成用導体パターン３のサイドマージン側辺３ｂの長さと同一とされている。尚、エンド側形状保持導体パターン５の長さは、容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺３ａの長さと同一とせず、サイド側形状保持導体パターン７の長さは、容量形成用導体パターン３のサイドマージン側辺３ｂの長さと同一としなくても良い。
【００３０】
エンドマージン側辺３ａとエンド側形状保持導体パターン５、サイドマージン側辺３ｂとサイド側形状保持導体パターン７とは、それぞれ間隔Ｌ２、Ｌ３をおいて形成されており、間隔Ｌ２、Ｌ３は６０μｍ以上であることが望ましい。これにより容量形成用導体パターン３や形状保持導体パターン５、７の印刷ずれ、積層ずれ、および切断時のずれが生じたとしても、容量形成用導体パターン３と形状保持導体パターン５、７との電気絶縁性を維持できるとともに、形状保持導体パターン５、７に選択的に圧力が加わっても、容量形成用導体パターン３と形状保持導体パターン５、７間にセラミックグリーンシート１材料の充填を確実にでき、セラミック積層体の周囲に電気絶縁されたマージン部を確保することができる。このため、Ｌ２、Ｌ３は７０〜２００μｍ、特に、８０〜１５０μｍが望ましい。
【００３１】
このように容量形成用導体パターン３と形状保持導体パターン５、７との間に僅かな隙間Ｌ２、Ｌ３を有するものの、エンド側形状保持導体パターン５とサイド側形状保持導体パターン７とが離間しているため、容量形成用導体パターン３間に、この容量形成用導体パターン３の厚みに起因した段差を解消するための金属成分から成る形状保持導体パターン５、７を形成したとしても、容量形成用導体パターン３と形状保持導体パターン５、７とを形成したセラミックグリーンシート１を多層化してセラミック積層体を形成する場合に、仮積層されセラミックグリーンシート１間に貯まっている空気を、離間部分から加圧時に効果的に脱気できる。
【００３２】
尚、エンド側形状保持導体パターン５とサイド側形状保持セラミックパターン７が接続されて、容量形成用導体パターン３を取り囲むように環状に形成されており、エンド側形状保持導体パターン５及び／又はサイド側形状保持導体パターン７の一部が切り欠かれている場合であっても、この切り欠き部を介して脱気を十分に行うことができる。
【００３３】
また、図３に示すように、上記のように形成された容量形成用導体パターン３および形状保持導体パターン５、７の端部は、セラミックグリーンシート１の主面に対して傾斜面８を有していることが望ましく、その傾斜の角度θ２は０．５°〜４０°の範囲であることが望ましい。特に、積層加圧した場合に、導体パターン３、５、７間へのセラミックグリーンシート１の急激な埋没を抑制し、セラミック積層体の急激な変形を抑えるという理由から、角度θ２は１°〜２０°、さらには、２°〜１０°がより望ましい。
【００３４】
この角度θ２は、セラミックグリーンシート１上に形成した容量形成用導体パターン３や形状保持導体パターン５、７を、簡易的には触針式表面粗さ計を用いて測定できる。また、詳細には走査型電子顕微鏡を用いて断面観察を行い測定できる。
【００３５】
また、本発明のセラミック積層体の製法により形成される形状保持導体パターン５、７の厚みは、容量形成用導体パターン３の厚みよりも大なることが望ましい。つまり、形状保持導体パターン５、７の厚みをｔ１、容量形成用導体パターン３の厚みをｔ２としたときに、ｔ１＞ｔ２の関係を満足するものであるが、さらには、１＜ｔ１／ｔ２≦２であることが望ましく、特に、セラミック積層体のデラミネーションや導体のショートを防止できるという点から１．０５〜１．２であることがより望ましい。
【００３６】
ここで、図４に示すように、本発明ではセラミックグリーンシート１上の形状保持導体パターン５、７の高さを容量形成用導体パターン３の高さよりも高く形成することにより、セラミックグリーンシート１を積層する際に用いられる吸着ヘッド２０に形状保持導体パターン５、７のみを接触させて吸着することができ、このため吸着ヘッド２０による容量形成用導体パターン３の変形を防止できる。
【００３７】
つまり、容量形成用導体パターン３は吸着ヘッド２０の吸着面２１に接触しないように積層されるために、この工程での吸着や加圧による容量形成用導体パターン３の型跡の形成や変形が防止される。
【００３８】
尚、本発明では、１．０５＜ｔ１／ｔ２＜１．２とすることが望ましく、これにより、形状保持導体パターン５、７と容量形成用導体パターン３との間の厚み差が僅かとなり、積層工程における吸着力の低下の影響を無視できる。さらには、形状保持導体パターン５、７と容量形成用導体パターン３との間の厚み差が僅かであることから積層工程における吸着力の低下も無くすことができる。
【００３９】
尚、エンド側形状保持導体パターン５、又はサイド側形状保持導体パターン７の一方のみの厚みを、容量形成用導体パターン３の厚みよりも厚くしても良い。
【００４０】
本製法で用いる印刷用スクリーン３１としては、図５に示すように、形状保持導体パターン部３３のオープニングを容量形成用導体パターン部３５のオープニングよりも大きくしたものが用いられる。つまり、メッキなどにより容量形成用導体パターン部３５のオープニングを形状保持導体パターン部３３のオープニングよりも小さくした印刷用スクリーン３１が好適に用いられる。
【００４１】
すなわち、上記のように、該当するパターンによって印刷用スクリーン３１のオープニングを異ならせたものを用いることにより、形状保持導体パターン５、７と容量形成用導体パターン３とを同時に印刷しても、厚みの異なるパターンを容易に形成できる。
【００４２】
このような印刷用スクリーン３１において同一スクリーン中にオープニングの異なる部位を形成するには、形状保持導体パターン部３３にマスクを施した状態で容量形成用導体パターン部３５にメッキを行うことで形成できる。なお、容量形成用導体パターン部３５と形状保持導体パターン部３３との間には、印刷時に導体ペーストが透過しないレジスト部３６が形成されている。
【００４３】
次に、図１（ｃ）に示すように、容量形成用導体パターン３及び形状保持導体パターン５、７が形成されたセラミックグリーンシート１を複数積層して母体積層体９が形成される。この母体積層体９では、セラミックグリーンシート１を介して対向して形成される容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺３ａは、ずれて形成されている。
【００４４】
母体積層体９は、具体的には、図６に示すように、キャリアフィルム２上の導体パターン３、５、７が形成されたセラミックグリーンシート１を、真空ポンプ（図示せず）の作動により空気を吸引することで吸着ヘッド２０の吸引孔２２から吸引され、セラミックグリーンシート１の形状保持導体パターン５、７を吸着ヘッド２０の吸着面２１に吸着させ、この状態で吸着ヘッド２０を上方に移動させることにより、グリーンシート１をキャリアフィルム２から剥離する。
【００４５】
次に、吸着ヘッド２０を移動させ、吸着ヘッド２０により吸着したセラミックグリーンシート１を支持台２３上面に載置し、且つ吸着ヘッド２０の吸着面２１と支持台２３上面とで加圧する。そして、これらの工程を繰り返し実施することによって、複数のセラミックグリーンシート１を積層し、母体積層体９が形成される。
【００４６】
すなわち、このような積層工程では、容量形成用導体パターン３や形状保持導体パターン５、７が形成されたセラミックグリーンシート１を積層する場合、セラミックグリーンシート１からそれを支持しているキャリアフィルム２を剥離するために、容量形成用導体パターン３及び形状保持導体パターン５、７側を吸着ヘッド２０に吸着させるものである。
【００４７】
この後、母体積層体９を加圧加熱しながら脱気が行われる。母体積層体９の脱気は、母体積層体９がある程度軟化する温度まで加熱された状態で、母体積層体９を加圧しながら、母体積層体が収容された室の真空度を上げて、母体積層体９内に存在している空気を除去することにより行われる。
【００４８】
なお、本発明では、上記のように、キャリアフィルム２から剥離したセラミックグリーンシート１を用いる以外に、容量形成用導体パターン３および形状保持導体パターン５、７を形成したセラミックグリーンシート１がキャリアフィルム２上に付いた状態で、キャリアフィルム２面が上側になるようにして積層し、積層後に、このキャリアフィルム２を剥離する工程を繰り返して母体積層体９を形成しても良い。
【００４９】
次に、図１（ｄ）、（ｄ´）に示すように、この母体積層体９を、エンド側形状保持導体パターン５を２分割するように、かつ、サイド側形状保持導体パターン７の形成部分を除去するように積層方向に切断して、図７に示すようにセラミック積層成形体４１を形成する。このセラミック積層成形体４１では、内部に形成された容量形成用導体パターン３の周辺には、図１（ｄ）、（ｄ´）に示すように、セラミックグリーンシート１が充填されることにより形成されたサイドマージン１０ａおよびエンドマージン１０ｂが形成されている。
【００５０】
また、セラミック積層成形体４１には、図７に示すように、対向する端面に容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺３ａが交互に露出するとともに、エンド側形状保持導体パターン５の端部が露出している。
【００５１】
この後、このセラミック積層成形体４１を所定の雰囲気下、温度条件で焼成してセラミック積層体本体（積層基体）が形成され、さらに、このセラミック積層体本体の端部に外部電極を形成することによりセラミック積層体の一例である積層セラミックコンデンサが形成される。
【００５２】
本発明のセラミック積層体の製法では、セラミックグリーンシート１はキャリアフィルム２を用いてシート成形法を用いて行われる。このセラミックグリーンシート１の厚みは、小型、大容量化という理由から、５μｍ以下、特に、１〜４μｍであることが望ましい。
【００５３】
また、セラミックスラリは、例えば、セラミック粉末とバインダと、このバインダを溶解する溶媒とを混合したものが好適に用いられる。
【００５４】
セラミック材料としては、具体的には、ＢａＴｉＯ３を主成分とするセラミック粉末が高誘電率という理由から好適に用いられる。また、ガラス粉末を加えてもよい。
【００５５】
次に、作製されたこのセラミックグリーンシート１上には、導体ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等の方法により印刷して容量形成用導体パターン３および形状保持導体パターン５、７が同時に形成される。この導体ペーストは、金属粒子と、脂肪族炭化水素と高級アルコールとの混合物からなる有機溶剤と、この有機溶剤に対して可溶性のエチルセルロースからなる有機粘結剤と、該有機溶剤に難溶解性のエポキシ樹脂からなる有機粘結剤とを含有するものである。
【００５６】
また、この導体ペーストの粘度は、この導体ペースト中の金属粉末、粘結剤、溶媒および分散剤を適正化して制御でき、このことにより導体ペーストにチクソトロピック性を付与することができる。つまり、本発明の容量形成用導体パターン３および形状保持導体パターン５、７を形成するための、導体ペーストの粘度としては、せん断速度０．０１ｓ−１における導体ペーストの粘度をη１、せん断速度が１００ｓ−１における前記導体ペーストの粘度をη２としたとき、η１／η２＞５であることが望ましく、特に、導体パターン３、５、７が滲むことなく保形性を向上させることができ、容量形成用導体パターン３間に所定間隔Ｌ２、Ｌ３をおいて高精度に形状保持導体パターン５、７を形成できるという理由から、導体ペーストの粘度特性として、上記せん断速度の範囲において、η１／η２は１０〜５０の範囲にあることが望ましい。
【００５７】
また、導電性ペースト中に含まれる金属粒子としては、平均粒径０．０５〜０．５μｍの卑金属粒子が用いられる。卑金属としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕがあり、金属の焼成温度が一般の絶縁体の焼成温度と一致する点、およびコストが安いという点からＮｉが望ましい。耐酸化性に有利なこれらの金属からなる合金を用いることもできる。
【００５８】
また、導体ペーストには、固形分として、金属粉末以外に、導体パターン３、５、７の焼結性を抑えるために微細なセラミック粉末を混合して用いることが好ましく、容量形成用導体パターン３の均一な粒子径の形成と、平滑性を向上させるために、セラミック粉末の粒径は０．１５〜０．３μｍが望ましい。
【００５９】
そして、このような導体ペーストを用いて形成される容量形成用導体パターン３の厚みは、コンデンサの小型、高信頼性化という点から２μｍ以下、特には１μｍ以下であることが望ましい。
【００６０】
本発明の母体積層体９をその主面に垂直に切断するダイシング１１の幅は、少なくともサイド側形状保持導体パターン７の幅以上であることが、サイド側形状保持導体パターン７を完全に除去し、その切断精度を高めるために望ましい。
【００６１】
尚、セラミックグリーンシートの主面上に容量形成用導体パターン及び形状保持導体パターンを形成し、この上にセラミックグリーンシートを積層し、このグリーンシート上に容量形成用導体パターン及び形状保持導体パターンを形成する工程を繰り返すセラミック積層体の製法においても、本発明は有効に用いることができることは勿論である。
【００６２】
また、上記形態では、積層セラミックコンデンサについて説明したが、本発明は、セラミックグリーンシート間に機能導体を介在する多層配線基板、積層型圧電アクチュエータ、積層型圧電トランス等においても好適に用いることができる。
【００６３】
【実施例】
セラミック積層体の一つである積層セラミックコンデンサを以下のように作製した。
【００６４】
セラミックグリーンシートは、ＢａＴｉＯ３粉末に焼結助剤を混合したセラミック成分とバインダと溶剤とを所定の割合で混合してセラミックスラリを調製した後に、スラリキャスト法を用いてキャリアフィルム上に平均厚み２μｍになるように形成した。
【００６５】
導体ペーストは、平均粒径０．２μｍのＮｉ粉末と粘結剤と溶媒とを所定の割合になるように混合して調製した。なお、導体ペーストの粘度としては、せん断速度０．０１ｓ−１における導体ペーストの粘度をη１、せん断速度が１００ｓ−１における導体ペーストの粘度をη２としたときの、η１／η２を１０〜５０とした。
【００６６】
次に、得られたセラミックグリーンシートの主面上に、本発明のオープニングの異なる１５０ｍｍ角の印刷用スクリーンを用いて、上記した導体ペーストを印刷し、図２に示すような、矩形状の容量形成用導体パターンとエンド側形状保持導体パターン、サイド側形状保持導体パターンを同時に形成し、乾燥させた。このとき、容量形成用導体パターンの厚みおよび形状保持導体パターンの厚みｔ１は、表１の厚みになるように調整した。尚、エンド側形状保持導体パターン、サイド側形状保持導体パターンの厚みは同一厚みｔ１とした。また、形状保持導体パターンおよび容量形成用導体パターンの端部の傾斜面のなす角度θ２は、導体ペーストの粘度調整によって表１に示す角度θ２になるように形成した。
【００６７】
その際、容量形成用導体パターン３の厚みｔ２及び形状保持導体パターン５、７の厚みｔ１、容量形成用導体パターン３と形状保持導体パターン５、７との間隔Ｌ２、Ｌ３は設計上表１に示す同一間隔とした。尚、隣設する容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺間の間隔及びサイドマージン側辺間の間隔は同一間隔Ｌ１（８００μｍ）とした。また、容量形成用導体パターンの厚みｔ２、並びに形状保持導体パターンの厚みｔ１は非接触式表面粗さ計（レーザー変位計）を用いて評価した。ｔ１、ｔ２は各パターンの最大厚みのところとした。
【００６８】
次に、容量形成用導体パターンおよび形状保持導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを、外部電極と接続される対向する容量形成用導体パターンのエンドマージン側辺方向に積層位置を交互にずらして、３００層積層し、さらにその上下に、容量形成用導体パターンおよび形状保持導体パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを各１０枚積層し、第１回目の加圧プレスを行い、母体積層体を形成した。
【００６９】
この条件で作製した母体積層体は、セラミックグリーンシートが完全に密着されていない状態であり、容量形成用導体パターン、形状保持導体パターンおよびグリーンシートで囲まれる部分に、僅かな空間が形成されていた。
【００７０】
次に、この母体積層体を温度１００℃、圧力４０ＭＰａで第２回目の積層プレスを行いながら、母体積層体の収容される室の真空度を上げることにより、母体積層体内の空気を脱気するとともに、容量形成用導体パターンを塗布したセラミックグリーンシートを密着させた。
【００７１】
次に、この母体積層体の形状保持導体パターンに沿ってダイシングを行い格子状に切断しセラミック積層体成形体を得た。このときダイシングの切断幅をサイド側形状保持導体パターンの幅よりも大きくしたことにより、セラミック積層体成形体の側面から完全にサイド側形状保持導体パターンに含まれる金属成分が除かれ、サイドマージンが形成されていた。このセラミック積層体成形体の両端面には、容量形成用導体パターンの一端が交互に露出しており、２分割されたエンド側形状保持導体パターンの一端が露出していた。
【００７２】
次に、このセラミック積層体成形体を脱バイ処理後、水素／窒素雰囲気中、１２５０℃で２時間焼成し、さらに、所定の窒素雰囲気中にて９００℃で４時間の再酸化処理を行いセラミック積層体を得た。焼成後、セラミック焼結体の端面にＣｕペーストを９００℃で焼き付け、さらにＮｉ／Ｓｎメッキを施し、内部導体と接続する外部電極を形成した。
【００７３】
評価については、まず、印刷直後の容量形成用導体パターンおよび形状保持導体パターンの厚み、並びに、これらパターン端部のセラミックグリーンシートの主面に対する傾斜の角度θ２をレーザー変位計により測定した。
【００７４】
また、印刷直後と積層後の容量形成用導体パターンのサイドマージン側辺間の寸法変化を調べて変形率を測定した。この場合、印刷直後の寸法は、印刷後に測定顕微鏡を用いて、積層後は積層成形体を切断した断面に露出した容量形成用導体パターンについて、これも測定顕微鏡を用いて測定した。容量形成用導体パターンの変形率は、印刷直後と積層後のサイドマージン側辺間の距離変化を、印刷直後のサイドマージン側辺間の距離で除して求めた。
【００７５】
次に、焼成後の積層セラミックコンデンサ３００個について、その端面及び側面からそれぞれ研磨し、内部導体周縁部のデラミネーションの発生率を評価した。
また、同数の試料について、３００℃の半田槽に１秒間浸漬して耐熱衝撃試験を施したものについてもデラミネーションの発生率をデラミ率として評価した。
【００７６】
また、焼成後の積層セラミックコンデンサ各３００個について、ショート率（絶縁抵抗＞１０５Ωが目安）を評価した。ショート率については、高温負荷試験（１５０℃、定格電圧の２倍の電圧を印加、１０００時間放置）後についても評価を行った。これらの結果を表１に記載した。
【００７７】
【表１】
【００７８】
この表１の結果から、サイド側形状保持導体パターンが形成されていない比較例の試料Ｎｏ．１７の場合には、サイドマージン部におけるグリーンシートの密着性が低く、耐熱衝撃試験、高温負荷試験における不良が多くなった。
【００７９】
一方、本発明の試料では、サイド側形状保持導体パターンが形成されているため、焼成後も、耐熱衝撃試験、高温負荷試験後も不良も殆どないことが判る。
【００８０】
また、セラミックグリーンシート上に形成した形状保持導体パターンの厚みｔ１を容量形成用導体パターンの厚みｔ２よりも厚くした試料Ｎｏ．２〜１６では、積層後の容量形成用導体パターンの変形を無くし、焼成後および耐熱衝撃試験後のデラミネーションを抑えることができるとともに、焼成後および高温負荷試験後のショート率を低減できた。また、ｔ１／ｔ２比を１．０１〜２とした試料Ｎｏ．２〜６、８〜１６では、耐熱衝撃試験後のデラミネーションを３％以下にできた。
【００８１】
また、ｔ１／ｔ２比を１．０５〜１．２とし、容量形成用導体パターンと形状保持導体パターンの間隔Ｌ２、Ｌ３を６０μｍ以上とした試料Ｎｏ．３〜５、９〜１６では、焼成後のショート率を０％にできた。
【００８２】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば、隣設する機能導体パターンのエンドマージン側辺間にエンド側形状保持導体パターンを形成するのみならず、隣設する機能導体パターンの対向するサイドマージン側辺間にも、切断時に除去されるサイド側形状保持導体パターンが形成されているため、焼成されたセラミック積層体（例えばコンデンサ本体）のサイドマージン側の側面におけるデラミネーションやクラックの発生を大幅に抑制できる。
【００８３】
また、母体積層体が積層方向（主面に対して垂直方向）にサイド側形状保持導体パターンを切断除去することから、サイド側形状保持導体パターンの周囲のサイドマージン部から容易に金属粉末を含むサイド側形状保持導体パターンを除くことができ、絶縁性の高いサイドマージン部を形成でき、セラミック積層体の信頼性を高めることができる。
【００８４】
さらに、エンド側形状保持導体パターンを２分割するように母体積層体が切断されるため、セラミック積層体の端面にはエンド側形状保持導体パターンの一端部が露出しており、セラミック積層体の端面に形成される外部電極の接続強度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック積層体を製造するための工程図を示す。
【図２】セラミックグリーンシート上に容量形成用導体パターン、形状保持導体パターンを形成した状態を示す概略斜視図である。
【図３】図２の概略断面図である。
【図４】容量形成用導体パターンおよび形状保持導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを吸着ヘッドで吸着した状態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の製法に用いる印刷用スクリーンの平面図である。
【図６】セラミックグリーンシートを吸着ヘッドを用いて積層する工程の模式図である。
【図７】セラミック積層成形体の断面図である。
【図８】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・セラミックグリーンシート
３・・・容量形成用導体パターン
３ａ・・・エンドマージン側辺
３ｂ・・・サイドマージン側辺
５・・・エンド側形状保持導体パターン
７・・・サイド側形状保持導体パターン
９・・・母体積層体
４１・・・積層成形体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic laminate, and particularly relates to a ceramic in which a ceramic green sheet and a functional conductor pattern are formed as a thin multilayer in a multilayer wiring board, a multilayer piezoelectric actuator, a multilayer piezoelectric transformer, and a multilayer ceramic capacitor. The present invention relates to a method for manufacturing a laminate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization and high density of electronic devices, multilayer ceramic capacitors in which a conductor pattern is formed in a ceramic laminate are required to be small and thin and have high dimensional accuracy.
[0003]
Conventionally, as shown in FIG. 8, one end margin side 53a of the capacitance forming conductor pattern 53 is exposed to the end face of the capacitor body 55 and connected to the external electrode 57, and the other end margin side 53a is There is known a multilayer ceramic capacitor in which a dummy electrode 59 is formed which is not connected to the external electrode 57, is spaced apart from the other end margin side 53a by a predetermined distance, and has an end exposed at the end face of the capacitor body 55. (See, for example, Patent Document 1).
[0004]
Conventionally, in a multilayer ceramic capacitor formed by thinning and multilayering a ceramic green sheet or a conductor pattern for forming a capacitance, a capacitance forming conductor pattern is formed between a portion where the conductor pattern for forming a capacitance is formed and a portion where the conductor pattern for forming the capacitance is not formed. There is a problem that the steps due to the thickness of the conductor pattern accumulate, the adhesion between the surrounding ceramic green sheets without the conductor pattern for capacity formation becomes weak, and delamination and cracks are easily generated. For example, since the dummy electrode 59 is formed in a portion where the capacitor forming conductor pattern 53 is not formed (between the end margin side 53a and the end surface of the capacitor body 55 where the external electrode 57 is formed), the capacitor forming conductor pattern 53 is formed. Steps due to the conductor pattern 53 can be eliminated to some extent, and the occurrence of delamination and cracks can be suppressed. It is considered to be.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-279439
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the multilayer ceramic capacitor disclosed in Patent Document 1, steps due to the thickness of the capacitance forming conductor pattern 53 accumulate in the side margin portion, and the side margin side of the capacitance formation conductor pattern 53 and the side surface of the capacitor body 55. Between the ceramic green sheets is weakened, and there is a problem that delamination and cracks are likely to occur on the side surface of the capacitor body 55 on the side margin side. In particular, there is a problem that as the number of stacked ceramic green sheets increases, the steps accumulate, and delamination and cracks are likely to occur.
[0007]
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a ceramic laminate that can significantly suppress the occurrence of delamination and cracks on the side surface on the side margin side.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the method for manufacturing a ceramic laminate of the present invention, a plurality of rectangular functional conductor patterns each having a pair of opposed end margin sides and a pair of opposed side margin sides are provided at predetermined intervals between a plurality of laminated ceramic green sheets. And a step of manufacturing a matrix laminated body which is aligned and cutting the matrix laminated body at a predetermined position in a predetermined cutting width in a laminating direction so that end margin sides of the functional conductor pattern are alternately formed on different end faces. Producing a laminated molded body that is exposed to a ceramic laminated body comprising:
Between the opposing end margin sides of the adjacent functional conductor pattern between the ceramic green sheets of the mother laminate, an end side shape holding conductor pattern is formed at a predetermined interval from the end margin side, and A side-side shape maintaining conductor pattern having a width smaller than the cutting width is formed at a predetermined interval from the side margin side between opposing side margin sides of the adjacent functional conductor pattern between the ceramic green sheets. The base laminate is cut so as to divide the end-side shape holding conductor pattern into two and to remove the side-side shape holding conductor pattern.
[0009]
In such a method of manufacturing a ceramic laminate, not only the end-side shape holding conductor pattern is formed between the end margin sides of the adjacent functional conductor pattern, but also the opposing side margin side edges of the adjacent functional conductor pattern are formed. Since the side-side shape holding conductor pattern is also formed, the accumulation of steps due to the thickness of the side margin side of the functional conductor pattern can be reduced, and the side margin side of the fired ceramic laminate (for example, the capacitor body). Can significantly suppress the occurrence of delamination and cracks. In the present invention, the side of the end margin is the side of the functional conductor pattern formed on the end face side of the laminated base on which the external electrode is formed, and the side margin side is the side of the laminated base on which the external electrode is not formed. The side of the functional conductor pattern formed on the side surface.
[0010]
Further, in this manufacturing method, since the base laminate cuts and removes the side-side shape holding conductor pattern in the stacking direction (perpendicular to the main surface), the side-side shape holding conductor containing the metal powder easily from the side margin portion. The pattern can be eliminated, a side margin portion having high insulating properties can be formed, and the reliability of the ceramic laminate can be increased. Furthermore, since the base laminate is cut so that the end-side shape holding conductor pattern is divided into two, one end of the end-side shape holding conductor pattern is exposed at the end face of the ceramic laminate, and the end face of the ceramic laminate is cut off. The connection strength with the external electrode formed on the substrate can be improved. Although the end-side shape holding conductor pattern remains without being removed, sufficient insulation can be ensured by ensuring a certain distance or more between the functional conductor pattern and the end-side shape holding conductor pattern, as described later.
[0011]
Further, in the method for producing a ceramic laminate of the present invention, the base laminate is obtained by printing a conductor paste on the main surface of the ceramic green sheet to form a functional conductor pattern, an end-side shape holding conductor pattern, and a side-side shape holding conductor pattern. It is characterized by comprising a step of simultaneously forming and a step of laminating a plurality of ceramic green sheets on which the functional conductor pattern, the end-side shape holding conductor pattern and the side-side shape holding conductor pattern are formed.
[0012]
In such a method for manufacturing a ceramic laminate, at the same time as the formation of the functional conductor patterns, the end-side shape retaining conductor patterns and the side-side shape retaining conductor patterns (hereinafter, the shape retaining conductors including both) are provided between the functional conductor patterns by the conductive paste. (Which may be referred to as a pattern), which facilitates manufacturing.
[0013]
Further, generally, after forming a base laminate by laminating a plurality of ceramic green sheets on which a functional conductor pattern and a shape maintaining conductor pattern are formed, pressurization of the base laminate is performed to improve the adhesion of the ceramic green sheets. At this time, since the upper and lower ceramic green sheets enter between the functional conductor pattern and the shape maintaining pattern to form an insulating layer, a margin portion can be easily formed around the ceramic laminate, and short-circuiting occurs. Can be suppressed.
[0014]
Further, since the shape-retaining conductor pattern is formed simultaneously with the functional conductor pattern using the same plate making, the printing process of the functional conductor pattern and the shape-retaining conductor pattern can be performed in one step, and printing at the time of printing is performed. Even if the plate-making extends to the peripheral region due to the pressure and shifts during printing, the functional conductor pattern and the shape-holding conductor pattern can be formed with high accuracy while maintaining the shape and the interval.
[0015]
For this reason, as in the conventional method for manufacturing a ceramic laminate, a functional conductor pattern and a functional conductor pattern caused by a positional shift between the ceramic pattern and the functional conductor pattern generated when forming a shape holding pattern made of the ceramic pattern in two steps are formed. It is possible to suppress the ceramic pattern from climbing upward, and to suppress the accumulation of the thicknesses of the functional conductor pattern and the ceramic pattern in the base laminate.
[0016]
Further, the method for producing a ceramic laminate of the present invention is characterized in that the thickness of the end-side shape holding conductor pattern and / or the side-side shape holding conductor pattern is larger than the thickness of the functional conductor pattern.
[0017]
In the present invention, by forming the thickness of the shape holding conductor pattern thicker than the functional conductor pattern, the suction surface of the suction head used at the time of lamination can be brought into contact only with the shape holding conductor pattern. The functional conductor pattern is not pressed simultaneously with the shape-holding conductor pattern from the time of low pressure, and only the shape-holding conductor pattern or the functional conductor pattern is pressed after the shape-holding conductor pattern is pressed first Therefore, the formation and deformation of the functional conductor pattern by the suction head due to the suction head are suppressed, the functional conductor pattern at the suction hole portion of the suction head protrudes, and the functional conductor pattern may extend to the area that should be originally insulated. As a result, insulation failure and short circuit of the ceramic laminate can be suppressed.
[0018]
In the method for producing a ceramic laminate according to the present invention, the thickness of the end-side shape holding conductor pattern and / or the side-side shape holding conductor pattern is set to t. 1 , The thickness of the functional conductor pattern is t 2 Where 1 <t 1 / T 2 ≦ 2 is satisfied.
[0019]
t 1 / T 2 By setting the ratio in such a range, the thickness variation of the ceramic laminate due to the excessive thickness of the shape holding conductor pattern can be reduced, and delamination can be further suppressed.
[0020]
The manufacturing method of the ceramic laminate of the present invention is characterized in that the distance L between the functional conductor pattern, the end-side shape holding conductor pattern and the side-side shape holding conductor pattern 2 Is 60 μm or more. Thus, the distance L between the functional conductor pattern and the shape-retaining conductor pattern is 2 Is 60 μm or more, it is possible to maintain the electrical insulation between the functional conductor pattern and the shape-holding conductor pattern and selectively apply pressure to the shape-holding conductor pattern even if the ceramic green sheet is misaligned or cut. , The filling of the ceramic green sheet material between the functional conductor pattern and the shape maintaining conductor pattern can be ensured.
[0021]
Further, the method for producing a ceramic laminate of the present invention is characterized in that the end-side shape holding conductor pattern and the side-side shape holding conductor pattern are separated from each other. In such a method of manufacturing a ceramic laminate, a space formed between the ceramic green sheets and formed by the shape-retaining conductor pattern and the functional conductor pattern has a space between the end-side shape-retaining conductor pattern and the side-side shape-retaining conductor pattern. And the air in the base laminate can be sufficiently removed (degassed) through the separated portion, and cracks and delamination after firing can be suppressed. , Reliability can be improved.
[0022]
The end-side shape holding conductor pattern and the side-side shape holding conductor pattern are connected to each other, and are formed in an annular shape so as to surround the functional conductor pattern. It is characterized in that a part of the pattern is cut off. Even in such a method of manufacturing a ceramic laminate, the space between the ceramic green sheets and formed by the shape-retaining conductor pattern and the functional conductor pattern communicates with the outside through the notch of the shape-retaining conductor pattern. Thus, the air in the base laminate can be sufficiently removed (degassed) through the cutout portions, and cracks and delamination after firing can be suppressed.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The method for manufacturing a ceramic laminate of the present invention is applied to, for example, a multilayer ceramic capacitor which is one of electronic components.
[0024]
As shown in FIG. 1A, a ceramic green sheet 1 constituting a multilayer ceramic capacitor is formed by first coating a ceramic slurry on a carrier film 2.
[0025]
Next, as shown in FIG. 1 (b), a conductor paste is printed on one main surface of the ceramic green sheet 1, and as shown in FIG. A plurality of functional conductor patterns 3 are formed at predetermined intervals, and between the capacitance forming conductor patterns 3, the shape holding conductor patterns 5, 7 are separated from the capacitance forming conductor patterns 3 by a conductive paste. Formed at the same time.
[0026]
That is, as shown in FIG. 2, on one main surface side of the ceramic green sheet 1, a rectangular capacity forming conductor pattern 3 formed by printing a conductor paste is provided at a predetermined interval L. 1 These capacitance forming conductor patterns 3 have a pair of opposing end margin sides 3a and a pair of opposing side margin sides 3b. The distance between a pair of opposing end margin sides 3a of the adjacent capacitance forming conductor pattern 3 and the distance between a pair of opposing side margin sides 3b of the adjacent capacitance forming conductor pattern 3 are the same. L 1 It may be different without saying.
[0027]
Then, a predetermined distance L between the end margin side 3a and the end margin side 3a of the adjacent capacitance forming conductor pattern 3 which is opposed to the end margin side 3a. 2 The end-side shape holding conductor pattern 5 is formed at a predetermined distance L between the opposing side margin sides 3b of the adjacent capacitance forming conductor pattern 3 and a predetermined distance L from the side margin side 3b. 3 A side-side shape holding conductor pattern 7 is formed.
[0028]
The end-side shape holding conductor pattern 5 is formed wider than the side-side shape holding conductor pattern 7, and the end-side shape holding conductor pattern 5 is wider than a cutting width when cutting a base laminate described later. The width of the side-shape holding conductor pattern 7 is formed to be the same as or narrower than the cut width, and is set to a width that can be removed when cut.
[0029]
On the other hand, the length of the end-side shape holding conductor pattern 5 is the same as the length of the end margin side 3a of the capacitance forming conductor pattern 3, and the length of the side shape holding conductor pattern 7 is 3 is the same as the length of the side margin side 3b. The length of the end-side shape holding conductor pattern 5 is not the same as the length of the end margin side 3a of the capacitance forming conductor pattern 3, and the length of the side shape holding conductor pattern 7 is The length of the side margin 3b may not be the same as the length of the side margin 3b.
[0030]
The distance L between the end margin side 3a and the end side shape holding conductor pattern 5 and the distance between the side margin side 3b and the side side shape holding conductor pattern 7, respectively. 2 , L 3 At intervals L 2 , L 3 Is preferably 60 μm or more. As a result, even if printing displacement, lamination displacement and displacement at the time of cutting of the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7 occur, the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7 may not move. It is possible to maintain the electrical insulation and to ensure that the ceramic green sheet 1 is filled between the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7 even if pressure is selectively applied to the shape holding conductor patterns 5 and 7. Thus, a margin portion electrically insulated can be secured around the ceramic laminate. Therefore, L 2 , L 3 Is preferably 70 to 200 μm, particularly preferably 80 to 150 μm.
[0031]
As described above, the slight gap L between the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7 is obtained. 2 , L 3 However, since the end-side shape holding conductor pattern 5 and the side-side shape holding conductor pattern 7 are separated from each other, a step due to the thickness of the capacitance forming conductor pattern 3 is caused between the capacitance forming conductor patterns 3. Even if the shape holding conductor patterns 5 and 7 made of a metal component for solving the problem are formed, the ceramic green sheet 1 on which the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7 are formed is multilayered to form a ceramic laminate. Is formed, the air temporarily laminated and stored between the ceramic green sheets 1 can be effectively degassed from the separated portion at the time of pressurization.
[0032]
The end-side shape holding conductor pattern 5 and the side-side shape holding ceramic pattern 7 are connected to each other, and are formed in a ring shape so as to surround the capacitance forming conductor pattern 3. Even when a part of the side shape holding conductor pattern 7 is cut out, deaeration can be sufficiently performed through the cutout portion.
[0033]
As shown in FIG. 3, the ends of the capacitor forming conductor pattern 3 and the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 formed as described above have an inclined surface 8 with respect to the main surface of the ceramic green sheet 1. It is desirable that the inclination angle θ 2 Is preferably in the range of 0.5 ° to 40 °. In particular, when stacking and pressing are performed, the angle θ is suppressed because the sudden burial of the ceramic green sheet 1 between the conductor patterns 3, 5, and 7 is suppressed, and the sharp deformation of the ceramic laminate is suppressed. 2 Is preferably 1 ° to 20 °, more preferably 2 ° to 10 °.
[0034]
This angle θ 2 Can measure simply the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 formed on the ceramic green sheet 1 using a stylus type surface roughness meter. Further, in detail, it can be measured by observing a cross section using a scanning electron microscope.
[0035]
In addition, it is desirable that the thickness of the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 formed by the method of manufacturing a ceramic laminate of the present invention be larger than the thickness of the capacitance forming conductor pattern 3. That is, the thickness of the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 is t 1 And the thickness of the capacitance forming conductor pattern 3 is t 2 And t 1 > T 2 Satisfies the relationship of 1 <t 1 / T 2 ≦ 2 is desirable, and in particular, it is more preferably 1.05 to 1.2 from the viewpoint that delamination of the ceramic laminate and short circuit of the conductor can be prevented.
[0036]
Here, as shown in FIG. 4, in the present invention, the height of the shape holding conductor patterns 5 and 7 on the ceramic green sheet 1 is made higher than the height of the capacitance forming conductor pattern 3 so that the ceramic green sheet 1 is formed. Only the shape holding conductor patterns 5 and 7 can be brought into contact with and attracted to the suction head 20 used when laminating the capacitors, so that the capacitance forming conductor pattern 3 can be prevented from being deformed by the suction head 20.
[0037]
That is, since the capacitance forming conductor pattern 3 is laminated so as not to contact the suction surface 21 of the suction head 20, the formation or deformation of the capacitance formation conductor pattern 3 due to the suction or pressure in this step is prevented. Is prevented.
[0038]
In the present invention, 1.05 <t 1 / T 2 It is desirable to set the thickness to <1.2, whereby the difference in thickness between the shape holding conductor patterns 5 and 7 and the capacitance forming conductor pattern 3 becomes small, and the effect of the decrease in the attraction force in the laminating step can be ignored. Further, since the difference in thickness between the shape holding conductor patterns 5 and 7 and the capacitance forming conductor pattern 3 is small, it is possible to prevent a decrease in the attraction force in the laminating step.
[0039]
In addition, the thickness of only one of the end-side shape holding conductor pattern 5 or the side-side shape holding conductor pattern 7 may be larger than the thickness of the capacitance forming conductor pattern 3.
[0040]
As the printing screen 31 used in the present manufacturing method, as shown in FIG. 5, a screen in which the opening of the shape maintaining conductor pattern portion 33 is larger than the opening of the capacitance forming conductor pattern portion 35 is used. That is, the printing screen 31 is preferably used in which the opening of the capacitance forming conductor pattern portion 35 is smaller than the opening of the shape holding conductor pattern portion 33 by plating or the like.
[0041]
That is, as described above, the use of the printing screen 31 having a different opening depending on the corresponding pattern allows the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 and the capacitance forming conductor pattern 3 to be printed at the same time. Different patterns can be easily formed.
[0042]
In such a printing screen 31, portions having different openings can be formed in the same screen by plating the capacitance forming conductor pattern portion 35 with the shape holding conductor pattern portion 33 masked. . Note that a resist portion 36 through which the conductive paste does not pass during printing is formed between the capacitance forming conductive pattern portion 35 and the shape maintaining conductive pattern portion 33.
[0043]
Next, as shown in FIG. 1C, a plurality of ceramic green sheets 1 on which the capacitance forming conductor patterns 3 and the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 are formed are laminated to form a base laminate 9. In the base laminate 9, the end margin side 3 a of the capacitance forming conductor pattern 3 formed to face the ceramic green sheet 1 is formed to be shifted.
[0044]
Specifically, as shown in FIG. 6, the mother laminate 9 is formed by applying the ceramic green sheet 1 on which the conductor patterns 3, 5, and 7 are formed on the carrier film 2 by operating a vacuum pump (not shown). The air is sucked through the suction holes 22 of the suction head 20 to cause the shape-retaining conductor patterns 5 and 7 of the ceramic green sheet 1 to be sucked on the suction surface 21 of the suction head 20, and in this state, the suction head 20 is moved upward. By moving, the green sheet 1 is peeled from the carrier film 2.
[0045]
Next, the suction head 20 is moved, the ceramic green sheet 1 adsorbed by the suction head 20 is placed on the upper surface of the support 23, and pressure is applied to the suction surface 21 of the suction head 20 and the upper surface of the support 23. Then, by repeating these steps, a plurality of ceramic green sheets 1 are stacked to form a base laminate 9.
[0046]
That is, in such a laminating step, when the ceramic green sheets 1 on which the capacitance forming conductor patterns 3 and the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 are formed are laminated, the ceramic green sheets 1 and the carrier film 2 supporting the same are stacked. In order to peel off, the suction head 20 sucks the capacitor forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7.
[0047]
Thereafter, degassing is performed while heating and heating the base laminate 9. The degassing of the base laminate 9 is performed by increasing the degree of vacuum in the chamber in which the base laminate 9 is housed while pressurizing the base laminate 9 while the base laminate 9 is heated to a temperature at which the base laminate 9 is softened to some extent. This is performed by removing air existing in the laminate 9.
[0048]
In the present invention, in addition to using the ceramic green sheet 1 peeled from the carrier film 2 as described above, the ceramic green sheet 1 on which the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7 are formed is a carrier film. The carrier film 2 may be laminated with the carrier film 2 facing upward, and after lamination, the step of peeling the carrier film 2 may be repeated to form the base laminate 9.
[0049]
Next, as shown in FIGS. 1D and 1D, the base laminated body 9 is formed so that the end-side shape holding conductor pattern 5 is divided into two and the side-side shape holding conductor patterns 7 are formed. The laminate is cut in the laminating direction so as to remove the portion, and a ceramic laminated molded body 41 is formed as shown in FIG. In the ceramic laminated body 41, the ceramic green sheet 1 is formed by filling the periphery of the capacitance forming conductor pattern 3 formed therein as shown in FIGS. 1 (d) and (d '). The formed side margin 10a and end margin 10b are formed.
[0050]
As shown in FIG. 7, in the ceramic laminated molded body 41, the end margin sides 3a of the capacitance forming conductor pattern 3 are alternately exposed at the opposite end faces, and the end portions of the end side shape holding conductor pattern 5 are exposed. Is exposed.
[0051]
Thereafter, the ceramic laminate molded body 41 is fired under a predetermined atmosphere under a temperature condition to form a ceramic laminate main body (laminate base), and further, external electrodes are formed at the ends of the ceramic laminate main body. As a result, a multilayer ceramic capacitor which is an example of the ceramic multilayer body is formed.
[0052]
In the method for manufacturing a ceramic laminate of the present invention, the ceramic green sheet 1 is formed by using a carrier film 2 and a sheet forming method. The thickness of the ceramic green sheet 1 is desirably 5 μm or less, particularly preferably 1 to 4 μm, for reasons of miniaturization and large capacity.
[0053]
As the ceramic slurry, for example, a mixture of a ceramic powder, a binder, and a solvent that dissolves the binder is preferably used.
[0054]
As the ceramic material, specifically, BaTiO 3 Is preferably used because of its high dielectric constant. Further, glass powder may be added.
[0055]
Next, on the produced ceramic green sheet 1, a conductor paste is printed by a method such as screen printing, gravure printing or the like, so that the capacitor forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5, 7 are simultaneously formed. The conductive paste is composed of a metal particle, an organic solvent composed of a mixture of an aliphatic hydrocarbon and a higher alcohol, an organic binder composed of ethyl cellulose soluble in the organic solvent, and a poorly soluble organic solvent. And an organic binder made of an epoxy resin.
[0056]
Further, the viscosity of the conductor paste can be controlled by optimizing the metal powder, the binder, the solvent and the dispersant in the conductor paste, thereby giving the conductor paste a thixotropic property. In other words, the viscosity of the conductor paste for forming the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 of the present invention is set to a shear rate of 0.01 s. -1 The viscosity of the conductor paste at η 1 , Shear rate is 100s -1 The viscosity of the conductor paste at η 2 And η 1 / Η 2 > 5, and in particular, the conductor patterns 3, 5, 7 can be improved in shape retention without bleeding, and the predetermined distance L between the capacitor forming conductor patterns 3 can be improved. 2 , L 3 Because the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 can be formed with high precision in the above, the viscosity characteristics of the conductor paste are η in the range of the above-mentioned shear rate. 1 / Η 2 Is preferably in the range of 10 to 50.
[0057]
As the metal particles contained in the conductive paste, base metal particles having an average particle size of 0.05 to 0.5 μm are used. Base metals include Ni, Co, and Cu, and Ni is desirable because the firing temperature of the metal matches the firing temperature of general insulators and the cost is low. Alloys composed of these metals that are advantageous in oxidation resistance can also be used.
[0058]
In addition, it is preferable that a fine ceramic powder is mixed and used as a solid content in the conductive paste in order to suppress the sinterability of the conductive patterns 3, 5, and 7 in addition to the metal powder. In order to form a uniform particle diameter and improve smoothness, the particle diameter of the ceramic powder is desirably 0.15 to 0.3 μm.
[0059]
The thickness of the capacitor forming conductor pattern 3 formed using such a conductor paste is desirably 2 μm or less, particularly 1 μm or less, from the viewpoint of reducing the size and increasing the reliability of the capacitor.
[0060]
The width of the dicing 11 for cutting the base laminate 9 of the present invention perpendicular to the main surface is at least equal to or greater than the width of the side shape holding conductor pattern 7. It is desirable to increase the cutting accuracy.
[0061]
A capacitance forming conductor pattern and a shape holding conductor pattern are formed on the main surface of the ceramic green sheet, a ceramic green sheet is laminated thereon, and the capacitance forming conductor pattern and the shape holding conductor pattern are formed on the green sheet. Of course, the present invention can also be effectively used in a method of manufacturing a ceramic laminate in which the forming step is repeated.
[0062]
In the above embodiment, the multilayer ceramic capacitor has been described. However, the present invention can be suitably used in a multilayer wiring board, a multilayer piezoelectric actuator, a multilayer piezoelectric transformer, and the like in which a functional conductor is interposed between ceramic green sheets. .
[0063]
【Example】
A multilayer ceramic capacitor, which is one of the ceramic laminates, was manufactured as follows.
[0064]
The ceramic green sheet is made of BaTiO 3 After preparing a ceramic slurry by mixing a ceramic component obtained by mixing a powder with a sintering aid, a binder, and a solvent at a predetermined ratio, the slurry was formed on a carrier film by a slurry casting method so as to have an average thickness of 2 μm. .
[0065]
The conductor paste was prepared by mixing Ni powder having an average particle size of 0.2 μm, a binder, and a solvent at a predetermined ratio. The viscosity of the conductive paste was 0.01 s in shearing rate. -1 The viscosity of the conductor paste at η 1 , Shear rate is 100s -1 The viscosity of the conductor paste at η 2 Where η 1 / Η 2 Was set to 10 to 50.
[0066]
Next, the above-mentioned conductor paste was printed on the main surface of the obtained ceramic green sheet using a printing screen of 150 mm square having a different opening according to the present invention, and a rectangular capacitor as shown in FIG. 2 was obtained. The forming conductor pattern, the end-side shape holding conductor pattern, and the side-side shape holding conductor pattern were simultaneously formed and dried. At this time, the thickness of the capacitance forming conductor pattern and the thickness t of the shape holding conductor pattern 1 Was adjusted to have the thickness shown in Table 1. The thickness of the end-side shape holding conductor pattern and the thickness of the side-side shape holding conductor pattern are the same thickness t. 1 And In addition, the angle θ formed by the inclined surfaces of the end portions of the shape holding conductor pattern and the capacitor forming conductor pattern. 2 Is the angle θ shown in Table 1 by adjusting the viscosity of the conductive paste. 2 It was formed to become.
[0067]
At this time, the thickness t of the capacitance forming conductor pattern 3 2 And the thickness t of the shape maintaining conductor patterns 5 and 7 1 , The distance L between the capacitance forming conductor pattern 3 and the shape holding conductor patterns 5 and 7 2 , L 3 Are set at the same intervals shown in Table 1 for design purposes. Note that the distance between the end margin sides and the distance between the side margin sides of the adjacent capacitance forming conductor patterns 3 are the same distance L. 1 (800 μm). Also, the thickness t of the capacitance forming conductor pattern 2 , And the thickness t of the shape-retaining conductor pattern 1 Was evaluated using a non-contact type surface roughness meter (laser displacement meter). t 1 , T 2 Is the maximum thickness of each pattern.
[0068]
Next, the stacking position of the ceramic green sheet on which the capacitance forming conductor pattern and the shape holding conductor pattern are formed is alternately shifted in the end margin side of the facing capacitance forming conductor pattern connected to the external electrode, 300 layers are laminated, and 10 ceramic green sheets on each of which are not formed the conductor pattern for forming the capacitance and the shape-retaining conductor pattern are laminated on the upper and lower sides, and the first press is performed to form a base laminate. did.
[0069]
The mother laminate produced under these conditions is in a state where the ceramic green sheets are not completely adhered, and a small space is formed in a portion surrounded by the capacitance forming conductor pattern, the shape holding conductor pattern and the green sheet. Was.
[0070]
Next, while performing a second laminating press at a temperature of 100 ° C. and a pressure of 40 MPa, the degree of vacuum in the chamber in which the mother laminate is housed is increased to degas air in the mother laminate. At the same time, the ceramic green sheet coated with the conductor pattern for capacitance formation was brought into close contact.
[0071]
Next, dicing was performed along the shape-holding conductor pattern of the base laminate, and cut into a lattice to obtain a ceramic laminate molded body. At this time, by making the dicing cut width larger than the width of the side-side shape holding conductor pattern, the metal component included in the side-side shape holding conductor pattern is completely removed from the side surface of the ceramic laminate molded body, and the side margin is reduced. Had been formed. One end of each of the capacitance forming conductor patterns was alternately exposed on both end surfaces of the ceramic laminate molded body, and one end of the two-part end-side shape holding conductor patterns was exposed.
[0072]
Next, after removing the de-built treatment of this ceramic laminate molded body, it was baked at 1250 ° C. for 2 hours in a hydrogen / nitrogen atmosphere, and further subjected to a re-oxidation treatment at 900 ° C. for 4 hours in a predetermined nitrogen atmosphere to obtain a ceramic. A laminate was obtained. After firing, a Cu paste was baked at 900 ° C. on the end face of the ceramic sintered body, and further subjected to Ni / Sn plating to form external electrodes connected to internal conductors.
[0073]
For evaluation, first, the thicknesses of the capacitance forming conductor pattern and the shape holding conductor pattern immediately after printing, and the inclination angle θ of the pattern end with respect to the main surface of the ceramic green sheet. 2 Was measured with a laser displacement meter.
[0074]
Further, the deformation ratio was measured by examining the dimensional change between the side margin sides of the capacitor forming conductor pattern immediately after printing and after lamination. In this case, the dimensions immediately after printing were measured by using a measuring microscope after printing, and after the lamination, the capacitance forming conductor pattern exposed on the cross section obtained by cutting the laminated molded body was also measured by using a measuring microscope. The deformation rate of the capacitor forming conductor pattern was obtained by dividing the change in distance between the side margins immediately after printing and after lamination by the distance between the side margins immediately after printing.
[0075]
Next, each of the fired 300 multilayer ceramic capacitors was polished from its end face and side face, and the occurrence rate of delamination at the inner conductor peripheral portion was evaluated.
In addition, the same number of samples were subjected to a thermal shock test by immersing them in a 300 ° C. solder bath for 1 second, and the occurrence rate of delamination was evaluated as the delamination rate.
[0076]
Further, the short-circuit rate (insulation resistance> 10 5 Ω was a standard). The short-circuit rate was also evaluated after a high-temperature load test (150 ° C., a voltage twice as high as the rated voltage was applied, and left for 1000 hours). These results are shown in Table 1.
[0077]
[Table 1]
[0078]
From the results in Table 1, it is found that the sample No. of the comparative example in which the side-side shape holding conductor pattern was not formed. In the case of No. 17, the adhesion of the green sheet in the side margin portion was low, and the number of defects in the thermal shock test and the high temperature load test increased.
[0079]
On the other hand, in the sample of the present invention, since the side-side shape maintaining conductor pattern was formed, it was found that there was almost no defect even after firing, after the thermal shock test, and after the high-temperature load test.
[0080]
The thickness t of the shape-retaining conductor pattern formed on the ceramic green sheet 1 Is the thickness t of the capacitor forming conductor pattern. 2 Sample No. thicker than In Nos. 2 to 16, deformation of the capacitor-forming conductor pattern after lamination was eliminated, delamination after firing and after a thermal shock test could be suppressed, and the short-circuit rate after firing and after a high-temperature load test could be reduced. Also, t 1 / T 2 Sample No. with the ratio being 1.01-2. In the cases of 2 to 6 and 8 to 16, the delamination after the thermal shock test could be reduced to 3% or less.
[0081]
Also, t 1 / T 2 The ratio is set to 1.05 to 1.2, and the distance L between the capacitance forming conductor pattern and the shape holding conductor pattern 2 , L 3 No. was set to 60 μm or more. In 3 to 5 and 9 to 16, the short-circuit rate after firing could be reduced to 0%.
[0082]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, not only the end-side shape holding conductor pattern is formed between the end margin sides of the adjacent functional conductor pattern, but also the opposing side margin side of the adjacent functional conductor pattern. Since the side-shape holding conductor pattern that is removed at the time of cutting is also formed between the sides, the occurrence of delamination and cracks on the side surface on the side margin side of the fired ceramic laminate (for example, the capacitor body) is greatly reduced. Can be suppressed.
[0083]
In addition, since the base laminate cuts and removes the side shape retaining conductor pattern in the laminating direction (perpendicular to the main surface), the metal powder easily contains the metal powder from the side margin portion around the side side shape retaining conductor pattern. The side-side shape maintaining conductor pattern can be eliminated, a side margin portion having high insulation can be formed, and the reliability of the ceramic laminate can be increased.
[0084]
Furthermore, since the base laminate is cut so as to divide the end-side shape holding conductor pattern into two, one end of the end-side shape holding conductor pattern is exposed at the end face of the ceramic laminate, and the end face of the ceramic laminate is cut off. The connection strength of the external electrode formed on the substrate can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a process chart for manufacturing a ceramic laminate of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which a conductor pattern for forming a capacitance and a conductor pattern for maintaining a shape are formed on a ceramic green sheet.
FIG. 3 is a schematic sectional view of FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a ceramic green sheet on which a capacitance forming conductor pattern and a shape holding conductor pattern are formed is sucked by a suction head.
FIG. 5 is a plan view of a printing screen used in the manufacturing method of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view of a step of laminating ceramic green sheets using a suction head.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a laminated ceramic body.
FIG. 8 is a sectional view showing a conventional multilayer ceramic capacitor.
[Explanation of symbols]
1 ・ ・ ・ Ceramic green sheet
3 ... Capacitor forming conductor pattern
3a: End margin side
3b: Side margin side
5 ... End side shape holding conductor pattern
7 ... Side side shape holding conductor pattern
9 ・ ・ ・ Base laminate
41 ・ ・ ・ Laminated molded body
