JP2005101257A - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部電極形成時に、外部電極やセラミック素体の破損および外部電極の変形が発生しないセラミック電子部品の製造方法を得る。
【解決手段】 誘電体セラミック層１４と内部電極層１６とからなるセラミック素体１２を準備する。セラミック素体１２をサンドブラスト法で研磨した後、イオンブローにより静電気を除去しながら、エアブローで研磨用粉粒体を吹き飛ばす。研磨用粉粒体を除去したセラミック素体１２の端面に、導電ペーストを塗布して焼き付け、外部電極１８を形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、セラミック電子部品の製造方法に関し、特にたとえば、積層セラミックコンデンサなどのようなセラミック基体の端面に外部電極が形成されたセラミック電子部品の製造方法に関する。

セラミック電子部品の一例として、たとえば積層セラミックコンデンサがある。積層セラミックコンデンサ１０は、図１に示すように、セラミック素体１２を含む。セラミック素体１２は、複数の誘電体セラミック層１４および内部電極層１６が交互に積層された構成を有する。隣接する内部電極層１６は、交互にセラミック素体１２の対向する端面に引き出される。内部電極層１６が引き出されたセラミック素体１２の端面には、それぞれ外部電極１８が形成される。そして、これらの２つの外部電極１８に、隣接する内部電極層１８が交互に接続される。したがって、２つの外部電極１８間に静電容量が形成される。

このような積層セラミックコンデンサ１０を製造するために、たとえば誘電体材料で形成されたセラミックグリーンシートが準備される。このセラミックグリーンシート上に、内部電極層となる電極パターンが形成される。電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが積層され、それを挟むようにして、電極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が積層される。このようにして得られた積層体が圧着され、所定の大きさにカットされて、セラミック生素体が形成される。このセラミック生素体を焼成することにより、誘電体セラミック層１４と内部電極層１６とが積層されたセラミック素体１２が形成される。

得られたセラミック素体１２の端面に内部電極層１６の端部を露出させるために、セラミック素体１２の端面が研磨される。研磨方法としては、たとえばバレル研磨やサンドブラスト法などがあるが、セラミック素体１２に損傷を与えないようにしようとすれば、サンドブラスト法が用いられる。サンドブラスト法では、研磨用粉粒体が噴射されることにより、セラミック素体１２の端面が研磨され、内部電極層１６が露出させられる。セラミック素体１２を研磨したのち、付着した研磨用粉粒体を除去するために、セラミック素体１２が純水などで洗浄される（例えば、特許文献１参照）。

洗浄されたセラミック素体１２の端面に、導電ペーストが塗布されて焼き付けられ、さらに半田食われを防止するためのＮｉめっき被膜や、半田付け性を良好にするためのＳｎめっき被膜などが形成されて、外部電極１８が形成される。

特開２００１−１５３７９号公報

しかしながら、純水で洗浄したセラミック素体１２に外部電極を焼き付けるとき、洗浄時の水が残っていると、焼付け時の熱によって水が気化し、その圧力によって外部電極１８やセラミック素体１２が破損してしまうという問題がある。そこで、研磨後のセラミック素体１２に圧縮空気を噴射して、付着した研磨用粉粒体を吹き飛ばすという方法が考えられる。しかしながら、セラミック素体１２から吹き飛ばされた研磨用粉粒体が、静電気のためにセラミック素体１２に再付着することがある。セラミック素体１２に研磨用粉粒体が残ったままで導電ペーストを塗布して焼き付けると、導電ペーストの組成が変わる場合がある。また、図２に示すように、研磨用粉粒体２０がセラミック素体１２に付着していると、導電ペーストを塗布して焼き付けるときに、外部電極１８の一部が膨張して形成されるブリスタ２２が発生する場合がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、外部電極形成時に、外部電極やセラミック素体の破損および外部電極の変形が発生しないセラミック電子部品の製造方法を提供することである。

この発明は、内部電極層を有するセラミック基体を準備する工程と、セラミック基体の端面に内部電極層を露出させるためにセラミック基体の端面に研磨用粉粒体を吹き付ける工程と、セラミック基体に付着した研磨用粉粒体を除去するためにセラミック基体に空気を噴射する工程とを含み、空気を噴射する工程において、静電除去装置を併用することを特徴とする、セラミック電子部品の製造方法である。
このようなセラミック電子部品の製造方法において、空気を噴射する工程は、セラミック基体に空気を噴射するためのエアブロー装置と、静電除去装置としてのイオンブロー装置とを併用することにより行われる。

研磨用粉粒体をセラミック基体に吹き付けることにより、内部電極層の端部が露出させられ、外部電極との接続が可能となる。セラミック基体を研磨後、空気を噴射することによって残留した研磨用粉粒体が吹き飛ばされる。このとき、イオンブロー装置などの静電除去装置を併用することにより、静電気による研磨用粉粒体のセラミック素体への再付着が防止される。

この発明によれば、セラミック素体の研磨後、研磨用粉粒体が残らないように除去することができる。そのため、セラミック素体の端面に導電ペーストを焼き付ける際に、導電ペーストの組成が変わったり、ブリスタが発生することを防止することができる。また、研磨用粉粒体を除去するために水が用いられないため、導電ペーストの焼付け時に、水の気化による外部電極やセラミック素体の破損を防止することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

セラミック電子部品の一例として、図１に示す積層セラミックコンデンサについて説明する。積層セラミックコンデンサ１０を製造するために、誘電体材料で形成されたセラミックグリーンシートが準備される。セラミックグリーンシート上に、電極パターンを形成するために、スクリーン印刷などによって、Ｎｉなどの導電ペーストが印刷される。電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが複数枚積層され、それを挟むようにして、電極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が積層される。このようにして得られた積層体を圧着し、所定の大きさにカットして、セラミック生素体が形成される。このセラミック生素体を焼成することにより、誘電体セラミック層１４と内部電極層１６とが積層されたセラミック素体１２が形成される。

得られたセラミック素体１２の端面に向かって研磨用粉粒体が噴射され、内部電極層１６の端部が露出させられる。セラミック素体１２の研磨が終わると、イオンブロー装置などを用いて静電気を除去しながら、エアブロー装置などによって圧縮空気を噴射することにより、セラミック素体１２に付着した研磨用粉粒体が吹き飛ばされる。研磨用粉粒体が除去されたセラミック素体１２の端面に導電ペーストを塗布し、焼き付けたのちに、Ｎｉめっき被膜およびＳｎめっき被膜を順次形成して、外部電極１８が形成される。

このようにして得られた積層セラミックコンデンサ１０では、セラミック素体１２を研磨後、静電気を除去しながらエアブローを行うことにより、研磨用粉粒体が再付着することを防止しながら、セラミック素体１２に残留した研磨用粉粒体を除去することができる。そのため、セラミック素体１２の端面に導電ペーストを塗布しても、研磨用粉粒体による導電ペーストの組成変化を防止することができる。さらに、セラミック素体１２から研磨用粉粒体を除去することができるため、導電ペーストを焼き付けたとき、研磨用粉粒体によってブリスタが発生することを防止することができる。また、セラミック素体１２から研磨用粉粒体を除去するために水などが用いられないため、導電ペーストを焼き付けるときに、水が気化して外部電極１８やセラミック素体１２が破損することがなくなる。

まず、ＢａＴｉＯ₃を主成分とする非還元性のセラミック組成物を用いて、ロールコーター法により、セラミックグリーンシートを作製した。このセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷によってＮｉからなる導電ペーストを塗布し、内部電極層となる電極パターンを形成した。

次に、電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、それを挟むようにして、電極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積層した。このようにして得られた積層体を圧着し、所定の大きさにカットして、セラミック生素体を形成した。このセラミック生素体を還元雰囲気中で１１７０℃で焼成し、セラミック素体を得た。

得られたセラミック素体の端面に、吐出圧０．１０ＭＰａで研磨用粉粒体を噴射し、サンドブラストによる研磨を行って、内部電極層を露出させた。研磨後のセラミック素体について、イオンブロー装置を用いて静電気を除去しながら、エアブロー装置で１分間エアブローを行うことにより、研磨用粉粒体を除去した。比較例１として、研磨したセラミック素体を１分間水洗し、１２０℃で３０分間乾燥して、研磨用粉粒体を除去した。また、比較例２として、研磨したセラミック素体を１分間エアブローし、研磨用粉粒体を除去した。

これらのセラミック素体の端面に、Ｃｕ導電ペーストを塗布し、８６０℃で焼き付けたのち、Ｎｉめっき被膜およびＳｎめっき被膜を順次形成して、外部電極を形成した。このようにして得られた積層セラミックコンデンサについて、外観選別を行い、クラックと外部電極のブリスタ発生率を調査した。調査した個数は、実施例および比較例１，２のそれぞれについて１０００個ずつである。さらに、研磨用粉粒体の導電ペーストへの混入を確認するため、使用後回収した導電ペースト１ｃｃを有機溶媒で１０倍に希釈したのち、顕微鏡で導電ペースト中に含まれている粒子を観察した。そして、その調査結果を表１に示す。

表１からわかるように、セラミック素体を水洗した場合、研磨用粉粒体は完全に除去できたが、導電ペーストを焼き付けるときに、セラミック素体に残った水が気化し、外部電極やセラミック素体にクラックが発生した。また、エアブローのみでセラミック素体に残った研磨用粉粒体を吹き飛ばした場合、静電気によって研磨用粉粒体が再付着し、外部電極の一部が膨張してブリスタが発生し、また、導電ペーストへの研磨用粉粒体の混入が認められた。

それに対して、イオンブローとエアブローとを併用してセラミック素体に残った研磨用粉粒体を除去した場合、セラミック素体や外部電極にクラックは発生せず、さらに外部電極にブリスタは発生しなかった。また、導電ペーストへの研磨用粉粒体の混入は認められなかった。このように、イオンブローによって静電気を除去しながら研磨用粉粒体を吹き飛ばすことにより、外部電極焼付時に外部電極やセラミック素体にクラックを生じさせることなく、セラミック素体に研磨用粉粒体が残らないようにすることができる。

この発明にかかるセラミック電子部品の製造方法は、積層セラミックコンデンサのみならず、セラミックで形成された素体の端面に外部電極が形成された全てのセラミック電子部品を製造するときに適用することができる。

セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す図解図である。 図１に示す積層セラミックコンデンサにブリスタが発生した状態を示す図解図である。

符号の説明

１０ 積層セラミックコンデンサ
１２ セラミック素体
１４ 誘電体セラミック層
１６ 内部電極層
１８ 外部電極
２０ 研磨用粉粒体
２２ ブリスタ

Claims (2)

1. 内部電極層を有するセラミック基体を準備する工程、
   前記セラミック基体の端面に前記内部電極層を露出させるために前記セラミック基体の端面に研磨用粉粒体を吹き付ける工程、および
   前記セラミック基体に付着した前記研磨用粉粒体を除去するために前記セラミック基体に空気を噴射する工程を含み、
   前記空気を噴射する工程において、静電除去装置を併用することを特徴とする、セラミック電子部品の製造方法。
2. 前記空気を噴射する工程は、前記セラミック基体に空気を噴射するためのエアブロー装置と、前記静電除去装置としてのイオンブロー装置とが併用される、請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。

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