JP2004311990A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、工程を大幅に短縮できるとともに、反対極の内部電極の短絡を防ぎつつ、同一極の内部電極とビアホール導体の電気的接続が良好な積層セラミックコンデンサの製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明は、セラミックグリーンシート２と、内部電極パターン３、４とが交互に積層してなる大型積層体１１に、セラミックグリーンシート２と内部電極パターン３、４との双方を貫通する貫通孔１５、１６を形成後、大型積層体１１を焼成する積層セラミック電子部品の製造方法であって、大型積層体１１は、セラミックグリーンシート２上に内部電極パターン３、４を形成し、別のセラミックグリーンシート２を形成することを繰り返して作製される。貫通孔１５、１６は、大型積層体１１上の所定位置に、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射することにより、形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、セラミックグリーンシートを用いた大型積層体上にレーザ光を用いて貫通孔を形成し、かつその貫通孔に導電性ペーストを充填してビアホール導体を形成する工程を含む積層セラミック電子部品の製造方法に関するものである。

代表的な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において、近年、等価直列抵抗、等価直列インダクタンスを低くするために、内部電極間をビアホール導体で接続する構造が増えてきている。

従来の積層セラミックコンデンサの製造方法を図８に示す。

図８（ａ）のように、誘電体層となるセラミックグリーンシート４２に、マイクロドリル又はパンチングを用いた打ち抜き法などにより、あらかじめ貫通孔４５、４６を形成しておく。次に、図８（ｂ）のように、スクリーン印刷法により、セラミックグリーンシート４２上に内部電極となる内部電極パターン３３、３４を印刷すると同時に、貫通孔４５、４６に導電性ペーストを充填することにより、ビアホール導体となる導体部３５、３６を形成する。このとき、内部電極パターン３３とビアホール導体３５、内部電極パターン３４とビアホール導体３６が夫々同一極となる。そして、このようにして得られたセラミックグリーンシート４２を図８（ｃ）のように導体部３５、３６が一致するように積層して大型積層体４１を作製する。その後、所望の位置で大型積層体４１を切断し、焼成処理することで積層セラミックコンデンサが得られる。
特開２００２−２６０９９５号公報 （４−７頁、図１−２）

しかしながら、近年、積層セラミックコンデンサは、小型高容量化の要求が高まり、薄膜多積層化となってきている。そして、上記貫通孔４５、４６の形成方法によれば、誘電体層となるセラミックグリーンシート４２に１層毎にビアホール導体４５、４６を形成しているため、積層数が多くなると工程が非常に長くなり、上記要求に応えることができなかった。

ここで、工程短縮のために、内部電極パターン３３、３４を印刷したセラミックグリーンシート４２を複数積層して大型積層体４１を作製した後に、大型積層体４１の主面側からマイクロドリル、パンチング等を用いて貫通孔４５、４６を形成し、この貫通孔４５、４６に導電性ペーストを充填することで、大型積層体４１の積層方向を貫くビアホール導体３５、３６を形成する方法も考えられる。

しかしながら、マイクロドリルを用いて大型積層体４１に貫通孔４５、４６を形成する方法では、加工くずが内部電極パターン３３、３４に被さってしまい、同一極の内部電極とビアホール導体（３３−３５あるいは３４−３６）との電気的接続が悪化するという問題があった。

一方、パンチングを用いて大型積層体４１に貫通孔４５、４６を形成する方法では、パンチだれが発生してしまい、同一極の内部電極とビアホール導体（３３−３５あるいは３４−３６）の電気的接続が悪化するという問題があった。

さらに、マイクロドリルやパンチングを用いて貫通孔４５、４６を形成する方法では、ドリル径あるいはパンチ径は最小でも１５０μｍ程度であり、要求される微細加工には適していなかった。特に、貫通孔４５、４６の径が小さくなると穴あけ加工中にドリルあるいはパンチング用ピンが大型積層体４１内に入り込んで折れてしまうという問題があった。

また、内部電極３３、３４同士をビアホール導体３５、３６で接続する積層セラミックコンデンサの場合、大型積層体４１を作製する際に、積層ずれがいずれの方向に生じた場合も、反対極の内部電極とビアホール導体（３３−３６あるいは３４−３５）の導通が起こる確率が同じであるため、積層ずれによる導通の確率が大きいという問題点があった。

さらに、内部電極パターン３３、３４の有無による段差のために、図９に示すように、内部電極パターン３３、３４の周辺が変形し、反対極の内部電極とビアホール導体（３３−３６あるいは３４−３５）の間隔が概略小さくなり、このことによっても、反対極の内部電極とビアホール導体（３３−３６あるいは３４−３５）の導通が起こりやすくなるという問題点があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、工程を大幅に短縮できるとともに、極の異なる内部電極とビアホール導体の短絡を防ぎつつ、同一極の内部電極とビアホール導体の電気的接続が良好であり、且つ微小なビアホール導体が形成可能である積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明は、バインダ樹脂を含むセラミックグリーンシートと、内部電極パターンとが交互に積層してなる大型積層体に、前記セラミックグリーンシートと内部電極パターンとの双方を貫通する貫通孔を形成後、前記大型積層体を焼成する積層セラミック電子部品の製造方法であって、前記大型積層体は、セラミックグリーンシート上への内部電極パターンの形成と、該内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシート上への別のセラミックグリーンシートの形成を繰り返すことにより、作製されるとともに、前記貫通孔は、前記大型積層体上の所定位置に、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射することにより形成される。

また、バインダ樹脂を含むセラミックグリーンシートと、内部電極パターン及び該内部電極パターンの周辺に形成されたセラミックパターンとが交互に積層してなる大型積層体に、前記セラミックグリーンシートと内部電極パターンとの双方を貫通する貫通孔を形成後、前記大型積層体を焼成する積層セラミック電子部品の製造方法であって、前記貫通孔は、前記大型積層体上の所定位置に、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射することにより、形成される。

さらに、前記セラミックグリーンシートに含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、前記内部電極パターンに含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以下である。

更にまた、前記セラミックグリーンシートと内部電極パターンの少なくとも一方は、ＵＶ吸収剤を含む。

また更に、前記レーザ光の波長が１９０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲内に設定されることを特徴とするものである。

本発明の構成によれば、セラミックグリーンシートに波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を直接照射すると、レーザの照射位置ではセラミックグリーンシートのセラミック粒子同士を保持するバインダ樹脂が分解し、セラミックグリーンシートの所望の形状が崩れてセラミック粒子がバラバラになる。即ち、バインダ樹脂に４００ｎｍ以下の波長のレーザ光が照射すると、高温を発生せずにバインダ樹脂を構成するＣ−Ｃ結合、Ｃ−Ｈ結合、Ｃ−Ｏ結合の分子鎖が切断されてバインダ樹脂本来の機能を失うことになり、この照射位置に繰り返しレーザ照射を行うことにより貫通孔が形成できるものである。なお、この分解されたセラミック粒子等を吸引手段により除去しながら貫通孔を形成する方が開孔効率を向上させることができる。

ここで、レーザ光の波長が４００ｎｍを越える場合、レーザ光による急速局所加熱により貫通孔を形成することになるため、セラミックグリーンシートに比べて融点の低い内部電極の早期蒸発が起こり、内部電極の貫通孔に露出する部分が消失し、内部電極とビアホール導体の電気的接続を不能にしてしまう。

また、貫通孔用のレーザ光が高温を発生せずにバインダ樹脂の分子鎖を切断して貫通孔を形成するので、内部電極が貫通孔に露出した状態で形成され、これにより、内部電極とビアホール導体との接続性が向上し、抵抗値を小さくすることができる。

さらに、レーザ光により貫通孔を形成するので、１００μｍ以下の径の貫通孔が容易に形成することが可能であり、１００μｍ以下の微小なビアホール導体を精度良く形成すると高密度実装や、低インダクタンス化を実現できた積層セラミック電子部品を提供できる。

また、大型積層体は、セラミックグリーンシート上への内部電極パターンの形成と、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシート上への別のセラミックグリーンシートの形成を繰り返すことにより、作製されるため、セラミックグリーンシートの積層ずれが生じた場合も、内部電極パターンの位置ずれは生じないことから、積層精度が大幅に向上し、反対極の内部電極とビアホール導体の導通を防ぐことができる。さらに、レーザ光により大型積層体にビアホール導体となる貫通孔を形成するため、ビアホール導体の位置ずれが生じることがなく、このことによっても、反対極の内部電極とビアホール導体の導通を防ぐことができる。

また、大型積層体は、内部電極パターンの周辺に、セラミックパターンを形成するため、内部電極パターンの有無による段差を緩和することができることから、内部電極パターンの周辺が変形し、反対極の内部電極とビアホール導体の間隔が小さくなることがなく、このことによっても、さらに効果的に反対極の内部電極とビアホール導体の導通を防ぐことができる。

さらに、セラミックグリーンシートに含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、内部電極パターンに含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以下であるため、レーザ光の照射の際に、セラミックグリーンシートに含まれるバインダ樹脂の粘度が低くなりやすいことから、セラミック粒子が除去されやすくなり、セラミックグリーンシートが内部電極の貫通孔に露出する部分を塞いでしまうという問題点を解決できる。

そして、セラミックグリーンシートと内部電極パターンの少なくとも一方は、ＵＶ吸収剤を含むため、レーザ光の照射の際に、レーザ光がセラミックグリーンシートに均一に当たりやすくなることから、このことによっても、セラミック粒子が除去されやすくなり、セラミックグリーンシートが内部電極の貫通孔に露出する部分を塞いでしまうという問題点をさらに効果的に解決できる。

また更に、前記レーザ光の波長が１９０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲内に設定することにより、比較的低い温度状態でバインダ樹脂のＣ−Ｃ結合、Ｃ−Ｈ結合、Ｃ−Ｏ結合などの分子鎖を効率的に切断し、内部電極の早期蒸発による貫通孔へ露出する部分の消失をより効果的に防止することが可能となる。

以下、図面を参照して実施の形態を説明する。図面において、なお、各符号は焼成の前後で区別しないことにする。また、代表的な積層セラミック電子部品として、積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。

図１は、本発明の積層セラミックコンデンサの一実施形態を示す断面図である。図２は、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法の一実施形態を示す断面図である。図３は、図１において、大型積層体を作製する工程を示す図である。図４は、図１において、大型積層体に貫通孔を形成する工程を説明する図である。

図において、積層セラミックコンデンサ１０は、積層体１内部に配線パターンである内部電極３、４が形成され、また、積層体１の両端側にビアホール導体５、６が形成され、ビアホール導体５、６に接続された外部電極７、８が形成されている。

積層体１は、誘電体層２を複数積層して形成されている。この誘電体層２の焼成前は、セラミック粉末と焼結助剤に溶剤、可塑剤、分散材、バインダ樹脂を混合してセラミックスラリーをシート状に成型して乾燥したセラミックグリーンシート２からなる。成型法にはドクターブレード法、引き上げ法、ダイコーター、グラビアロールコーターなどが用いられる。

セラミックグリーンシート２のセラミック粉末としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）等の誘電体材料に、必要に応じて無機酸化物などを混合する。焼結助剤は、焼成による収縮開始温度を低くする機能を有し、材料としてガラス成分となる液相形成物質、金属酸化物などが用いられる。溶剤としては、例えば水、トルエン、酢酸エチル、あるいはこれらの混合物などが用いられる。可塑剤としては、例えばポリエチレングリコール、フタル酸エステルなどが用いられる。

バインダ樹脂としては例えばポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、セルロース、水溶性アクリル樹脂、エマルジョンなどが用いられる。中でも、ポリビニルブチラールを用いると、誘電体層２を薄層化した際に充分な強度を得ることができる点で好ましい。これらは、Ｃ−Ｃ結合、Ｃ−Ｈ結合、Ｃ−Ｏ結合の分子鎖が集合した構造を有している。代表的なポリビニルブチラールの構造式を以下に示す。

また、セラミックグリーンシート２と内部電極パターン３、４の少なくとも一方は、ＵＶ吸収剤を含むことが望ましい。このことにより、レーザ光の照射の際に、レーザ光がセラミックグリーンシート２に均一に当たりやすくなることから、セラミック粒子が除去されやすくなり、図１０に示すように、セラミックグリーンシート２が内部電極３、４の貫通孔１５、１６に露出する部分を塞いでしまうという問題点を解決できる。ＵＶ吸収剤の例としては、脱バインダ時に燃焼分解することが望ましいため、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アミノベンゾフェノン骨格をもつ有機化合物など、Ｃ、Ｏ、Ｈ、Ｎ原子のみからなる化合物が挙げられる。また、ＵＶ吸収剤は、セラミックグリーンシート２と内部電極パターン３、４の少なくとも一方に含まれていれば、上記問題点を解決できるが、上記理由により、セラミックグリーンシート２に多く含まれている方が望ましい。

内部電極３、４は誘電体層２の同一平面上にそれぞれが一定間隔を開けて複数形成されており、誘電体層２を挟んで、内部電極３と内部電極４が互いに対向する領域Ｘと対向していない領域Ｙとが形成されるように配置されている。そして、内部電極３は積層体１の主面側から数えて偶数番目の誘電体層２の上面に形成されており、この内部電極３がビアホール導体６に接続され、その他には非接触である。また、内部電極４は積層体１の主面側から数えて偶数番目の誘電体層２の上面に形成されており、ビアホール導体５に接続され、その他は非接触である。

内部電極３、４は、その焼成前は導電性ペーストを印刷形成してなる。導電性ペーストは、金属粉末が、有機溶剤にバインダ樹脂を溶解させた有機ビヒクル中に分散させてなるものであり、有機ビヒクル中には、これらの他、各種分散剤、活性剤、可塑剤などが必要に応じて添加される。

導電性ペーストの金属粉末としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ及びこれらの合金が用いられる。

また、導電性ペーストに用いられる溶剤は、バインダ樹脂を溶解して金属粉末粒子を分散させ、このような混合系全体をペースト状にする役割をなし、例えば、α−テルピネオールやベンジルアルコール等のアルコール系や炭化水素系・エーテル系・ＢＣＡ（ブチルカルビトールアセテート）等のエステル系・ナフサ等が用いられ、特に、金属粉末の分散性を良くするという観点からは、α−テルピネオール等のアルコール系溶剤を用いることが好ましい。

導電性ペーストに用いられるバインダ樹脂は、金属粉末を均質に分散させるとともに貫通孔１５、１６への埋め込みに適正な粘度とレオロジーを与える役割をもっており、例えば、アクリル樹脂やフェノール樹脂・アルキッド樹脂・ロジンエステル・エチルセルロース・メチルセルロース・ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）・ポリビニルブチラート等が用いられる。特に、印刷性状を良好にするという観点からは、エチルセルロースを用いることが好ましい。これらは、セラミックグリーンシートに用いられるバインダ樹脂と同様にＣ−Ｃ結合、Ｃ−Ｈ結合、Ｃ−Ｏ結合の分子鎖が集合した構造を有している。代表的なエチルセルロースの構造式を以下に示す。

ここで、セラミックグリーンシート２に含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、内部電極となる内部電極パターン３、４に含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）より低いことが望ましい。このことにより、レーザ光の照射の際に、セラミックグリーンシート２に含まれるバインダ樹脂の粘度が低くなりやすいことから、セラミック粒子が除去されやすくなり、図１０に示すように、セラミックグリーンシート２が内部電極パターン３、４の貫通孔１５、１６に露出する部分を塞いでしまうという問題点を解決できる。このため、例えば、セラミックグリーンシート２に含まれるバインダ樹脂としてポリビニルブチラール（Ｔｇ：６０〜８０℃）を用いた場合、内部電極パターン３、４に含まれるバインダ樹脂としてエチルセルロース（Ｔｇ：１４０〜１６０℃）を用いると良い。

有機ビヒクル中の分散剤としては、例えばロジン、グリセリン、オクタデシルアミン、トリクロロ酢酸、オレイン酸、オクタジエン、オレイン酸エチル、モノオレイン酸グリセリン、トリオレイン酸グリセリン、トリステアリン酸グリセリン、メンセーデン油などが用いられる。

ビアホール導体５、６は本発明の貫通孔１５、１６（図２（ｂ）参照、以下同じ）内に導電性ペーストを充填して形成されている。

貫通孔１５、１６の形成に使用されるレーザは、４００ｎｍ以下の波長のレーザを用いれば良い。波長が４００ｎｍを超える場合では、バインダ樹脂の分子鎖を切るレーザ光とはならず、レーザ光による急速局所加熱により、穿孔部以外の周辺のバインダ樹脂の熱分解及び貫通孔壁に露出した内部電極である金属Ｎｉの蒸発が促進され、図１１に示すように、貫通孔１５、１６に内部電極パターン３、４が露出させることができない。好ましくは、波長が１９０ｎｍ〜３６０ｎｍであるレーザが用いられる。波長が３６０ｎｍ以下のレーザ光を用いると、より低い温度の状態でバインダ樹脂のＣ−Ｃ結合、Ｃ−Ｈ結合、Ｃ−Ｏ結合の分子鎖を切断することができるため、内部電極の早期蒸発による貫通孔へ露出する部分の消失をより効果的に防止することが可能となる。一方、波長が１９０ｎｍ未満であるレーザでは、エネルギーの大きさが十分ではないため効率的に貫通孔１５、１６を形成することが困難である。

レーザの種類としてはＵＶ−ＹＡＧレーザやキセノンレーザ、ＫｒＦレーザやＡｒＦレーザなどのエキシマレーザなどが使用できる。特に４００ｎｍ以下の波長のレーザを用い、径が１００μｍ以下で貫通孔１５、１６を精度良く形成するためには、特にＵＶ−ＹＡＧレーザが好適である。

なお、貫通孔１５、１６を形成するのにバインダ樹脂が分解したセラミック粉末を除去する除去手段を有するのが好ましい。

即ち、レーザ光の照射と同時に除去手段を用いると、分解したセラミック粉末で照射位置が覆われず、常に、直接、バインダ樹脂にレーザ光を照射させることができ、開孔効率を向上させることができる。

この貫通孔１５、１６は、内部電極３、４が互いに対向しない領域Ｙ、具体的には奇数番目の誘電体層１２の領域１３と偶数番目の誘電体層１２の領域１４の中心を貫通している。

貫通孔１５、１６に充填される導電性ペーストとしては、内部電極３、４がＮｉを主成分とする場合、Ｃｕ、Ｎｉ、及びセラミックグリーンシート２に含まれるセラミック粒子と略同一成分の含有量を夫々ａ、ｂ、ｃとした場合、体積比で０．０１≦ａ≦０．３、０．５≦ｂ≦０．９、０．０１≦ｃ≦０．２、ａ＋ｂ＋ｃ＝１の範囲にあることが望ましい。すなわち、ａが０．０１未満である場合、Ｎｉを主成分とする内部電極３、４との電気的接続が不十分となる。一方、ａが０．３を超える場合、ＣｕはＮｉより融点が低く、焼成時に蒸発しやすいため、ビアホール導体５、６内の空隙が多くなってしまう。また、ｂが０．５未満である場合、ＣｕはＮｉより融点が低く、焼成時に蒸発しやすいため、ビアホール導体５、６内の空隙が多くなってしまう。一方、ｂが０．９を超える場合、Ｎｉを主成分とする内部電極３、４との電気的接続が不十分となる。さらに、ｃが０．０１未満である場合、焼成時にビアホール導体５、６の焼結がセラミックグリーンシート２より早く起こり、クラックの原因となる。一方、ｃが０．２を超える場合、ビアホール導体５、６の導電性が低下する。この貫通孔１５、１６に充填した導電性ペーストをセラミックグリーンシートとの一体焼成によって形成できる。この様に形成したビアホール導体５が内部電極３を貫通して電気的に接続し、ビアホール導体６が内部電極４を貫通し手電気的に接続されることになる。

このようにして形成したビアホール導体５、６のうち、ビアホール導体５は積層体１の主面に形成した外部電極７に接続され、ビアホール導体６は積層体１の主面に形成した外部電極８に接続される。これにより、内部電極３、４の各々が対向することで、容量成分を形成することができる。

外部電極７、８は、内部電極と同じ材料が用いられ、セラミックグリーンシートを一体焼成した後に印刷にて形成される。

次に、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法を説明する。なお、積層セラミックコンデンサ１０の製造方法の例について説明する。

セラミック粉末と焼結助剤に溶剤、分散剤、バインダ樹脂などを混合したスラリーから、ドクターブレード法で、誘電体層となるセラミックグリーンシート２を成型する。

次に、台板２０上に、積層セラミックコンデンサ１０の一方のトップマージンとなる複数のセラミックグリーンシート２（図示せず）を形成（載置）しておく。

次に、図３（ａ）に示すように、トップマージンとなる複数のセラミックグリーンシート２上に、セラミックグリーンシート２ａを形成（載置）するとともに、仮プレスを行い、これらを密着させる。

次に、図３（ｂ）に示すように、セラミックグリーンシート２ａ上に、スクリーン印刷により内部電極パターン３を形成する。

次に、図３（ｃ）に示すように、内部電極パターン３が形成されたセラミックグリーンシート２ａ上に、別のセラミックグリーンシート２ｂを形成するとともに、仮プレスを行い、これらを密着させる。

次に、図３（ｄ）に示すように、セラミックグリーンシート２ｂ上に、スクリーン印刷などにより内部電極パターン４を形成する。

図３（ａ）〜（ｄ）の工程を繰り返すとともに、積層セラミックコンデンサ１０の他方のトップマージンとなる複数のセラミックグリーンシート２（図示せず）を形成し、仮プレスより高温高圧下でプレスすることにより、図３（ｅ）及び図１（ａ）に示す大型積層体１１を作製する。このとき、セラミックグリーンシート２ａ、２ｂが流動し、内部電極パターン３、４のすき間を埋めることになる。

ここで、図３（ａ）、（ｃ）に示す工程において、支持体（キャリアフィルム）によって裏打ちされたセラミックグリーンシート２ａ、２ｂを形成し、支持体側から加圧加熱することにより、セラミックグリーンシート２ａ、２ｂを積層するようにしても良い。このことにより、セラミックグリーンシート２ａ、２ｂを吸着する工程を設ける必要がないため、セラミックグリーンシート２ａ、２ｂの欠陥を防止することができる。

図３に示す方法によれば、積層精度が大幅に向上し、反対極の内部電極とビアホール導体（３−６あるいは４−５）の導通を防ぐことができる。

次に、図１（ｂ）に示すように、大型積層体１１の主面に波長が３５５ｎｍのＵＶ−ＹＡＧレーザを照射する。レーザ光の照射は、バースト加工、すなわちレーザ光の径を目的の貫通孔１５、１６の径よりも細くして、レーザ光の照射を繰り返すことにより、貫通孔１５、１６を形成する。レーザ光の照射は、バースト加工、すなわちレーザ光の径を目的の貫通孔１５、１６の径よりも細くして、レーザ光の照射を繰り返すことにより、貫通孔１５、１６を形成する。すなわち、まず、図４（ａ）に示すように、貫通孔１５、１６となる領域のほぼ中心部にレーザ光Ｌを照射することにより、中心貫通孔１５ａ、１６ａを形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、大型積層体１１を貫通するように、中心貫通孔１５ａ、１６ａの周辺に穿設位置を移動させながら、渦巻状に徐々に外側にレーザ光Ｌを照射していき、貫通孔１５、１６となる領域の周辺位置まで周辺貫通孔１５ｂ、１６ｂをあけていく。このことにより、図４（ｃ）に示すように貫通孔１５、１６を略円柱状にする。

このため、大型積層体１１の積層数が１００層以上である場合も、レーザ光Ｌの照射による加工熱が中心貫通孔１５ａ、１６ａを通って上下に放散するため、図１１に示すように、内部電極パターン３、４の早期蒸発により、内部電極パターン３、４の貫通孔１５、１６内に露出する部分が消失し、内部電極３、４とビアホール導体５、６の電気的接続を不能にするという問題点を解決できる。そして、内部電極パターン３、４が貫通孔１５、１６に露出した状態で形成され、これにより、内部電極３、４とビアホール導体５、６との接続性が向上し、抵抗値を小さくすることができる。

また、レーザ光Ｌの出力が０．５〜７Ｗの間では、パルス周波数は、１〜３０ｋＨｚ（パルス周期０．０３４〜１ｍｓ）の範囲にあることが望ましい。すなわち、レーザ光Ｌのパルス周波数が１ｋＨｚより低い場合、レーザ光Ｌによる穿設時間が長くなり、生産性が低下するという問題点がある。一方、レーザ光Ｌのパルス周波数が３０ｋＨｚより高い場合、レーザ光Ｌの照射による加工熱が大きくなり、図１１に示すように、内部電極パターン３、４の早期蒸発により、内部電極３、４とビアホール導体５、６の電気的接続を不能にしてしまう。

この場合、レーザ照射と同時に、バインダ樹脂が分解しバラバラになったセラミック粉末の真空引きを行う。

次に、貫通孔１５、１６が作製された大型積層体１１を水中に浸して超音波洗浄を行うことにより、残留した加工くずを完全に除去する。更に、図１（ｃ）に示すように、形成された貫通孔１５、１６内に、スクリーン印刷法により、ビアホール導体５、６となる導電性ペーストを充填する。これによってビアホール導体となる導体部５、６が形成される。

更に、大型積層体１１を押し切り刃で未焼成状態の積層体１に切断する。大型積層体１１が厚い場合はダイシング方式で切断をするのが望ましい。

次に未焼成状態の積層体１は、２５０℃〜４００℃の炉でバインダ樹脂を除いた後、本焼成炉に入れてセラミック材料の適温で誘電体層２、内部電極３、４、ビアホール導体５、６を同時に１２５０〜１３００℃で高温焼結を行う。

その後、各ビアホール導体５、６を外部と電気的に接続するために、導電性ペーストをスクリーン印刷等で塗布し焼き付け外部電極７、８を焼結体の主面に形成する。このようにして、図２に示すような積層セラミックコンデンサ１０が得られる。

なお、本発明は以上の実施形態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で種々の変更・改良を加えることは何ら差し支えない。

図５は、大型積層体に貫通孔を形成する工程の他の実施の形態を説明する図である。図によれば、図５（ａ）に示すように、大型積層体１１上に渦巻状に徐々に外側にレーザ光Ｌを照射していき、貫通孔１５、１６となる部分の周辺位置まで略円盤状の穴１５ｎ、１６ｎをあけていく。具体的には、旋回加工、円周加工、サイクル加工、トレパン加工などが用いられる。次に、図５（ｂ）に示すように、図５（ａ）と同様に、穴１５ｎ、１６ｎの底面にレーザ光Ｌを照射していき、穴１５ｎ、１６ｎをあけていく。図５（ｂ）を繰り返して、図５（ｃ）に示すように、貫通孔１５、１６を形成する。

このような方法によれば、１回のレーザ光Ｌの照射による加工熱をさらに小さくできるため、内部電極パターン３、４の早期蒸発により、内部電極３、４とビアホール導体５、６の電気的接続を不能にするという問題点をさらに効果的に解決できる。

図６は、図１（ａ）において、作製された大型積層体の他の実施の形態を示す図である。図によれば、大型積層体１１は、内部電極パターン３、４の周辺に、スクリーン印刷によりセラミックペーストを印刷することにより、セラミックパターン１２を形成してなる。このため、内部電極パターン３、４の有無による段差を緩和することができることから、図９に示すように、内部電極パターン３、４の周辺が変形し、反対極の内部電極とビアホール導体（３−６あるいは４−５）の間隔が小さくなることがなく、このことによっても、さらに効果的に反対極の内部電極とビアホール導体（３−６あるいは４−５）の導通を防ぐことができる。なおこのとき、内部電極パターン３、４を形成した後にセラミックパターン１２を形成しても良く、逆にセラミックパターン１２を形成した後に内部電極パターン３、４を形成しても良い。

図７は、図１（ａ）において、大型積層体を作製する工程の他の実施の形態を示す図であり、（ａ）は台板２０上にセラミックスラリーを塗布後乾燥することにより、セラミックグリーンシート２ａを形成した後、（ｂ）は（ａ）のセラミックグリーンシート２ａ上に内部電極パターン３を形成した後、（ｃ）は（ｂ）のセラミックグリーンシート２ａ及び内部電極パターン３上に、セラミックスラリーを塗布後乾燥することにより、別のセラミックグリーンシート２ｂを形成した後、（ｄ）は（ｃ）のセラミックグリーンシート２ｂ上に内部電極パターン４を形成した後、（ｅ）は形成された大型積層体１１である。図によれば、セラミックスラリーが内部電極パターン３、４の周辺を埋め込み、内部電極パターン３、４の有無による段差を緩和することにより、図９に示すように、内部電極パターン３、４の周辺が変形し、反対極の内部電極とビアホール導体（３−６、または４−５）の間隔が小さくなることがなく、反対極の内部電極とビアホール導体（３−６、または４−５）の導通を防ぐことができる。また、図６に示すように、セラミックパターン１２を形成する必要がなく、さらにセラミックグリーンシート２及び内部電極パターン３、４を一体化するために加圧加熱する必要がないため、工程が簡略化するという効果もある。

また、大型積層体１１に貫通孔１５、１６を形成した後、所望の位置で大型積層体１１を切断して未焼成状態の積層体１を得るとともに、この未焼成状態の積層体１を焼成処理して焼成後の積層体１を得て、さらにこの焼成後の積層体１の貫通孔１５、１６に導電性ペーストを充填することにより、ビアホール導体５、６を形成するようにしても良い。すなわち、内部電極３、４やビアホール導体５、６がＣｕ、Ｎｉ、Ｃｕ−Ｎｉ合金などの卑金属である場合、焼成は中性あるいは還元性雰囲気で行うため、誘電体層２の一部が半導体化し、積層セラミックコンデンサ１０の信頼性が低下するという問題点があった。ここで、上記方法では、焼成時に導入する濃度５０ｐｐｍ以下の酸素が、積層体１の貫通孔１５、１６内に露出している内部電極パターン３、４を通って、セラミックグリーンシート２に十分に行き渡るため、積層セラミックコンデンサ１０の信頼性が向上する。

また、ビアホール導体は、積層体内に複数個設けても良い。このことにより、寄生インダクタンスの少ない積層セラミックコンデンサを提供することができる。さらに、１個の積層体内に、複数個のコンデンサ素子を内蔵させても良く、例えば、内蔵するコンデンサ素子の内部電極の面積を変えて、容量の異なるコンデンサ素子を同一積層体内に内蔵させても良い。また、本発明は、積層セラミックコンデンサ以外の積層セラミック電子部品にも適用できる。

積層セラミックコンデンサの製造方法の一実施形態を示す断面図であり、（ａ）はセラミックグリーンシート積層後、（ｂ）は貫通孔形成後、（ｃ）はビアホール導体形成後を示す図である。 積層セラミックコンデンサの一実施形態を示す断面図である。 図１（ａ）において、大型積層体を作製する工程を示す図であり、（ａ）は台板上にセラミックグリーンシートを形成した後、（ｂ）は（ａ）のセラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成した後、（ｃ）は（ｂ）のセラミックグリーンシート及び内部電極パターン上に別のセラミックグリーンシートを形成した後（ｄ）は（ｃ）のセラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成した後、（ｅ）は作製された大型積層体である。 図１（ｂ）において、大型積層体に貫通孔を形成する工程を説明する図であり、（ａ）は貫通孔となる領域の中心にレーザ光を照射した後、（ｂ）はレーザ光によるバースト加工の途中の状態（ｃ）は貫通孔の形成が終了した後である。 図１（ｂ）において、大型積層体に貫通孔を形成する工程の他の実施の形態を説明する図であり、（ａ）はレーザ光による1回目の旋回加工後、（ｂ）はレーザ光による２回目の旋回加工後、（ｃ）は貫通孔の形成が終了した後である。 図１（ａ）において、作製ざれた大型積層体の他の実施の形態を示す図である。 図１（ａ）において、大型積層体を作製する工程の他の実施の形態を示す図であり、（ａ）は台板上にセラミックスラリーを塗布後乾燥することにより、セラミックグリーンシートを形成した後、（ｂ）は（ａ）のセラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成した後、（ｃ）は（ｂ）のセラミックグリーンシート及び内部電極パターン上にセラミックスラリーを塗布後乾燥することにより、別のセラミックグリーンシートを形成した後、（ｄ）は（ｃ）のセラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成した後、（ｅ）は作製された大型積層体である。 従来の積層セラミックコンデンサの製造方法の一実施形態を示す断面図であり、（ａ）は貫通孔形成後、（ｂ）は内部電極及びビアホール導体形成後、（ｃ）はセラミックグリーンシート積層後を示す図である。 従来の積層セラミックコンデンサの製造方法の問題点を示す部分拡大図である。 図１（ｂ）において、セラミックグリーンシートが、内部電極パターンが貫通孔内に露出した部分を塞いだ状態を示す部分拡大図である。 図１（ｂ）において、内部電極パターンの早期蒸発により、内部電極パターンが貫通孔内に露出する部分が消失した状態を示す部分拡大図である。

符号の説明

１０ 積層セラミックコンデンサ
１ 積層体
２ 誘電体層
３、４ 内部電極（配線パターン）
５、６ ビアホール導体
７、８ 外部電極
１１ 大型積層体
１３、１４ 電極のない領域
１５、１６ 貫通孔
２０ 台板
Ｌ レーザ光

Claims (5)

1. バインダ樹脂を含むセラミックグリーンシートと、内部電極パターンとが交互に積層してなる大型積層体に、前記セラミックグリーンシートと内部電極パターンとの双方を貫通する貫通孔を形成後、前記大型積層体を焼成する積層セラミック電子部品の製造方法であって、
   前記大型積層体は、セラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成し、該内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシート上に別のセラミックグリーンシートを形成することを順次繰り返すことにより作製されるとともに、
   前記貫通孔は、前記大型積層体の所定位置に、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射することにより形成されることを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
2. バインダ樹脂を含むセラミックグリーンシートと、内部電極パターン及び該内部電極パターンの周囲に形成されたセラミックパターンとが交互に積層してなる大型積層体に、前記セラミックグリーンシートと内部電極パターンとの双方を貫通する貫通孔を形成後、前記大型積層体を焼成する積層セラミック電子部品の製造方法であって、
   前記貫通孔は、前記大型積層体上の所定位置に、波長が４００ｎｍ以下のレーザ光を照射することにより形成されることを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
3. 前記セラミックグリーンシートに含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）が、前記内部電極パターンに含まれるバインダ樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以下であることを特徴とする請求項１あるいは２記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
4. 前記セラミックグリーンシートと内部電極パターンの少なくとも一方は、ＵＶ吸収剤を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
5. 前記レーザ光の波長が１９０ｎｍ〜３６０ｎｍの範囲内に設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。

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