JP2005150256A - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】湿式バレル研磨処理後の乾燥工程で効率よく水分を除去することが可能で、その後の導電ペーストを塗布して焼き付ける方法による外部電極の形成工程などの、セラミック素子(セラミック焼結体)が高温に加熱される工程で水分の急激な発生によるクラックの発生などを引き起こすことを防止する。
【解決手段】バレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温20℃以下で湿式バレル研磨を行う。
また、バレルにセラミック焼結体と水を投入し、湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する。
また、バレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温20℃以下で湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する。
また、湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまでの時間を5分以内とする。
【選択図】なし
【解決手段】バレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温20℃以下で湿式バレル研磨を行う。
また、バレルにセラミック焼結体と水を投入し、湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する。
また、バレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温20℃以下で湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する。
また、湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまでの時間を5分以内とする。
【選択図】なし
Description
本願発明は、セラミック電子部品の製造方法に関し、詳しくは、バレルにセラミック焼結体と水を投入し、バレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程を経て製造されるセラミック電子部品の製造方法に関する。
代表的なセラミック電子部品の1つである積層セラミックコンデンサは、例えば、図1に示すように、セラミック層2を介して複数の内部電極3a,3bが互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互に異なる側の端面5a,5bに引き出されたセラミック素子(セラミック焼結体)1を備え、かつ、セラミック素子1の両端側に、内部電極3a,3bと導通するように一対の外部電極4a,4bが配設された構造を有している。
このような積層セラミックコンデンサを製造する場合、セラミック素子1の端面を研磨して内部電極3a,3bを端面に確実に露出させることにより、内部電極3a,3bと、外部電極4a,4bのコンタクトを強固にするため、あるいは、セラミック素子1の稜線部(コーナ部)にR(丸み)をつけて、セラミック素子1の稜線部での割れや欠けの発生を防止するため、さらには、外部電極4a,4bの稜線部での切断を防止するために、セラミック素子1を研磨することが行われる。
このようなセラミック素子の研磨方法の一つに、バレルにセラミック焼結体(セラミック素子)と水を投入し、バレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨するようにした湿式バレル研磨の方法がある(例えば特許文献1)。
ところで、湿式バレル研磨は、上述のように水の存在下で研磨を行うため、セラミック素子の微細な隙間から内部にまで水分が侵入し、セラミック素子中に吸着されるため、通常の乾燥処理では完全に除去することが困難で、一部がセラミック素子中に残留する場合がある。
ところで、湿式バレル研磨は、上述のように水の存在下で研磨を行うため、セラミック素子の微細な隙間から内部にまで水分が侵入し、セラミック素子中に吸着されるため、通常の乾燥処理では完全に除去することが困難で、一部がセラミック素子中に残留する場合がある。
そして、水分がセラミック素子中に残留している場合、外部電極の形成工程で、導電ペーストをセラミック素子に塗布して焼き付ける際に、セラミック素子が高温に加熱されると、セラミック素子内に残留していた水分が蒸発して膨張し、内部応力が発生してセラミック素子にクラックを発生させるという問題点がある。
特開平7−22271号公報
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、湿式バレル研磨処理後の乾燥工程で効率よく水分を除去することが可能で、その後の導電ペーストを塗布して焼き付ける方法による外部電極の形成工程などの、セラミック素子(セラミック焼結体)が高温に加熱される場合に水分の急激な発生によるクラックの発生などを引き起こすことがなく、効率よくセラミック電子部品を製造することが可能なセラミック電子部品の製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、発明者らは、種々の検討を行い、セラミック焼結体の微細な隙間から内部に侵入した水分は、セラミック焼結体中に単に物理的に吸着されているのではなく、何らかの反応物(例えば水和物)として存在しているため、通常の乾燥処理の方法では除去されにくいのではないかと考え、セラミック焼結体から水分が除去されにくい原因について、さらに検討および実験を行った。
図3は、焼成後のセラミック素子(セラミック焼結体)を湿式バレル研磨した後、減圧加熱乾燥した場合における、セラミック素子の加熱温度と、発生するガス(全発生ガス、水蒸気、炭酸ガス、および水素ガス)の量(分圧)の関係を示す図である。なお、水素および炭酸ガスの発生量は少なく、特に水素は三百数十度で少量発生する程度で、図3では明瞭に認識できない程度である。
上述の昇温脱離法によれば、図3に示すように、300〜500℃の温度範囲に急峻な水蒸気のピークがあり、300〜500℃の温度で水が急激に気化、蒸発していることがわかる。このように、100〜300℃の温度領域では水蒸気の発生がほとんどなく、300〜500℃の温度範囲で急峻な水蒸気のピークが認められるということは、水がセラミック素子(セラミック焼結体)中に単に物理的に吸着されているだけではなく、何らかの反応物(水和物)として存在していることを推測せしめるものである。
また、水分が付着した状態のままのセラミック素子(セラミック焼結体)を常温で放置した場合、反応物(水和物)の生成はさらに進行し、通常の乾燥処理ではますます除去しにくくなることも確認した。
そして、上述のような知見を得て、さらに実験、検討を行い、本願発明を完成した。
そして、上述のような知見を得て、さらに実験、検討を行い、本願発明を完成した。
すなわち、本願発明(請求項1)のセラミック電子部品の製造方法は、回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温を20℃以下に保ちつつバレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程を具備することを特徴としている。
また、本願発明(請求項2)のセラミック電子部品の製造方法は、
回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、バレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程と、
前記湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する保持工程と
を具備することを特徴としている。
回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、バレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程と、
前記湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する保持工程と
を具備することを特徴としている。
また、本願発明(請求項3)のセラミック電子部品の製造方法は、
回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温を20℃以下に保ちつつバレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程と、
前記湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する保持工程と、
を具備することを特徴としている。
回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温を20℃以下に保ちつつバレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程と、
前記湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する保持工程と、
を具備することを特徴としている。
また、請求項4のセラミック電子部品の製造方法は、上記請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法において、前記湿式バレル研磨を行った後、前記乾燥処理を行うまでの時間を5分以内とすることを特徴としている。
本願発明(請求項1)のセラミック電子部品の製造方法は、湿式バレル研磨工程において、水温を20℃以下に保ちつつ湿式バレル研磨を行うようにしているので、湿式バレル研磨中に水がセラミック焼結体と反応する速度を低下させ、反応物(水和物など)の生成量を減らすことが可能になる。一方、セラミック焼結体に付着しただけの水分は通常の乾燥処理により除去することが可能である。
したがって、本願発明の方法によれば、湿式バレル研磨工程の終了後に、通常の乾燥処理を行うことにより、セラミック焼結体から確実に水分を除去することが可能になる。
その結果、外部電極の形成工程で、導電ペーストをセラミック焼結体(セラミック素子)に塗布して焼き付ける際に、セラミック焼結体が高温になった場合にも、水分の蒸発、膨張に起因する内部応力の発生による、セラミック焼結体へのクラックの発生を防止して、信頼性の高いセラミック電子部品を歩留まりよく製造することが可能になる。
したがって、本願発明の方法によれば、湿式バレル研磨工程の終了後に、通常の乾燥処理を行うことにより、セラミック焼結体から確実に水分を除去することが可能になる。
その結果、外部電極の形成工程で、導電ペーストをセラミック焼結体(セラミック素子)に塗布して焼き付ける際に、セラミック焼結体が高温になった場合にも、水分の蒸発、膨張に起因する内部応力の発生による、セラミック焼結体へのクラックの発生を防止して、信頼性の高いセラミック電子部品を歩留まりよく製造することが可能になる。
なお、本願発明においては、バレルにセラミック焼結体と水だけではなく、研磨媒体を投入して湿式バレル研磨を行うようにすることも可能であり、必要に応じてさらに他の物質を投入して湿式バレル研磨を行うようにすることも可能である。
また、本願発明(請求項2)のセラミック電子部品の製造方法は、湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持するようにしているので、湿式バレル研磨工程が終了してから、乾燥処理を行うまでの間に、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることを抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から効率よく水分を除去することが可能になる。したがって、外部電極の形成工程で、導電ペーストをセラミック焼結体(セラミック素子)に塗布して焼き付ける際に、セラミック焼結体が高温になった場合にも、水分の蒸発、膨張に起因する内部応力の発生による、セラミック焼結体へのクラックの発生を防止して、信頼性の高いセラミック電子部品を歩留まりよく製造することが可能になる。
また、本願発明(請求項3)のセラミック電子部品の製造方法は、バレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温を20℃以下に保ちつつ湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持するようにしているので、湿式バレル研磨中、および湿式バレル研磨の終了後、乾燥処理を行うまでの間に、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることを抑制することが可能で、乾燥工程でセラミック焼結体から水分を効率よくしかも確実に除去することが可能になる。
その結果、外部電極の形成工程で、導電ペーストをセラミック焼結体(セラミック素子)に塗布して焼き付ける際に、セラミック焼結体が高温になった場合にも、水分の蒸発、膨張に起因する内部応力の発生による、セラミック焼結体へのクラックの発生を防止して、信頼性の高いセラミック電子部品を歩留まりよく製造することが可能になる。
また、請求項4のセラミック電子部品の製造方法は、上記請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法において、湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまでの時間を5分以内としているので、湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまでの間に、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることを抑制することが可能になり、本願発明をより実効あらしめることが可能になる。
以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
この実施例1では、図1に示すように、セラミック層2を介して複数の内部電極3a,3bが互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互に異なる側の端面5a,5bに引き出されたセラミック素子(セラミック焼結体)1を備え、かつ、セラミック素子1の両端側に、内部電極3a,3bと導通するように一対の外部電極4a,4bが配設された構造を有する積層セラミックコンデンサを製造する場合を例にとって説明する。
(1)BaTiO3を主成分とするセラミックグリーンシートに、ニッケル粉末を導電成分とする内部電極ペースト(導電ペースト)を、1μmの厚さで所定のパターンとなるように印刷することにより内部電極パターンを形成した。
(2)それから、この内部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(この実施例1では170枚)積み重ねるとともに、その上下両面側に内部電極パターンの形成されていないセラミックグリーンシートを積み重ね、圧着することによりマザーブロック(この実施例1では厚さ0.8mm)を形成した。
(3)次に、このマザーブロックをカットして、長さ1.6mm、幅0.8mm、厚さ0.8mmのセラミック素子(未焼成のセラミック素子)に分割した。
(4)それから、この未焼成のセラミック素子を、1200〜1300℃の還元雰囲気中で2時間焼成した。
(5)次いで、このようにして得られたセラミック素子(セラミック焼結体)を水とともに、回転可能なバレルに投入し、表1に示すような温度条件となるように条件を調整して60分間の湿式バレル研磨を行った。
なお、表1の各試験番号1〜10の湿式バレル研磨工程における試験条件はそれぞれ、以下に説明する方法により調整した。
なお、試験番号に*印を付した試験1,2,3、試験7,8および9は、本願発明の範囲外のものである。
なお、試験番号に*印を付した試験1,2,3、試験7,8および9は、本願発明の範囲外のものである。
[試験1]
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的にバレル内の水温はセラミック焼結体どうしの摩擦熱などにより45℃まで上昇した。
そして、湿式バレル研磨後のセラミック焼結体を、常温(25℃)で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的にバレル内の水温はセラミック焼結体どうしの摩擦熱などにより45℃まで上昇した。
そして、湿式バレル研磨後のセラミック焼結体を、常温(25℃)で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
[試験2]
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的にバレル内の水温は45℃まで上昇した。
そして、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を、常温(25℃)で5分以内に下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的にバレル内の水温は45℃まで上昇した。
そして、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を、常温(25℃)で5分以内に下記の乾燥処理に供した。
[試験3]
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して60分間湿式バレル研磨を行った。ただし、バレル中の水温が上昇することを防止するため、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに22℃の水をバレルに仕込み、水温が35℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨後のセラミック焼結体を、常温(25℃)で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して60分間湿式バレル研磨を行った。ただし、バレル中の水温が上昇することを防止するため、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに22℃の水をバレルに仕込み、水温が35℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨後のセラミック焼結体を、常温(25℃)で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
[試験4]
湿式バレル研磨工程では、5℃の水とともに、セラミック焼結体をバレルに投入し、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに5℃の水をバレルに仕込み、水温が20℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨後のセラミック焼結体を、常温(25℃)で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、5℃の水とともに、セラミック焼結体をバレルに投入し、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに5℃の水をバレルに仕込み、水温が20℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨後のセラミック焼結体を、常温(25℃)で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
[試験5]
湿式バレル研磨工程では、5℃の水とともに、セラミック焼結体をバレルに投入し、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに5℃の水をバレルに仕込み、水温が20℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を、常温(25℃)で5分以内に下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、5℃の水とともに、セラミック焼結体をバレルに投入し、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに5℃の水をバレルに仕込み、水温が20℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を、常温(25℃)で5分以内に下記の乾燥処理に供した。
[試験6]
湿式バレル研磨工程では、5℃の水とともに、セラミック焼結体をバレルに投入し、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに5℃の水をバレルに仕込み、水温が20℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を、0〜5℃に保たれた冷蔵庫に入れて5℃以下の温度条件で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、5℃の水とともに、セラミック焼結体をバレルに投入し、途中15分ごとに3回の水交換を行い、そのたびに5℃の水をバレルに仕込み、水温が20℃を超えないように制御した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を、0〜5℃に保たれた冷蔵庫に入れて5℃以下の温度条件で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
[試験7]
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的にバレル内の水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、20℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的にバレル内の水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、20℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
[試験8]
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的に水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、15℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的に水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、15℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
[試験9]
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的に水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、10℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的に水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、10℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
[試験10]
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的に水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、5℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
湿式バレル研磨工程では、常温の水(この実施例では22℃)とともに、セラミック焼結体をバレルに投入して、そのまま60分間特に温度調整をすることなく温度が上昇するにまかせて湿式バレル研磨を行った。最終的に水温は45℃まで上昇した。
また、湿式バレル研磨終了後、セラミック焼結体を所定の温度に保持された冷蔵庫に入れて、5℃で24時間保管した後、下記の乾燥処理に供した。
(6)そして、上述の条件で湿式バレル研磨および乾燥処理までの保管を行ったセラミック焼結体を以下の条件で減圧乾燥した。
乾燥温度 :200℃
真空度 :133Pa以下
乾燥時間 :3.0時間
ただし、セラミック焼結体の乾燥は減圧乾燥に限らず、例えば、150℃の温風を320秒間吹き付けて乾燥を行う熱風乾燥などの方法を用いることも可能である。
乾燥温度 :200℃
真空度 :133Pa以下
乾燥時間 :3.0時間
ただし、セラミック焼結体の乾燥は減圧乾燥に限らず、例えば、150℃の温風を320秒間吹き付けて乾燥を行う熱風乾燥などの方法を用いることも可能である。
(7)それから、乾燥させたセラミック焼結体に外部電極形成用の導電ペーストを塗布し、830℃、0.5時間の条件で導電ペーストを焼き付けることにより、図1に示すように、セラミック層2を介して複数の内部電極3a,3bが配設され、その一端側が交互に異なる側の端面5a,5bに引き出されたセラミック素子(セラミック焼結体)1の両端側に、内部電極3a,3bと導通するように一対の外部電極4a,4bが配設された構造を有する積層セラミックコンデンサを得た。
(8)そして、この積層セラミックコンデンサについてクラック(構造欠陥)の発生率を調べた。
その結果を表1に併せて示す。
その結果を表1に併せて示す。
表1より、水温を20℃以下に保ちつつ、湿式バレル研磨を行った試験4,5,6の試料においては、水温を20℃以下に保たなかった、試験1,2,3の試料に比べて、セラミック素子の構造欠陥発生率が大幅に低減していることがわかる。
特に、湿式バレル研磨工程における水温を20℃以下にし、かつ、湿式バレル研磨後の保管時間を常温で5分以内とした試験5、および5℃以下で24時間保管するようにした試験6においては、構造欠陥発生率が0ppmとなっており、クラックなどの構造欠陥の発生が確実に抑制できることがわかる。
特に、湿式バレル研磨工程における水温を20℃以下にし、かつ、湿式バレル研磨後の保管時間を常温で5分以内とした試験5、および5℃以下で24時間保管するようにした試験6においては、構造欠陥発生率が0ppmとなっており、クラックなどの構造欠陥の発生が確実に抑制できることがわかる。
なお、試験6における湿式バレル研磨後の試料を加熱乾燥した場合における、セラミック素子(セラミック焼結体)の加熱温度と、発生するガス(全発生ガス、水蒸気、炭酸ガス、および水素ガス)の量(分圧)の関係を調べた。その結果を図2に示す。
上述の昇温脱離法によれば、図2に示すように、本願発明の方法により湿式バレル研磨を施した試験6の試料の場合、従来の方法で湿式バレル研磨した試料の場合に認められた300〜500℃での水の急激な飛散によるピーク(図3参照)は認められなかった。
このことから、本願発明の方法によれば、セラミック素子中に反応物(水和物)が生成することを抑制することが可能になり、セラミック素子が高温に加熱された場合に、水分が急激に発生することによるクラックの発生を防止して、効率よく信頼性の高いセラミック電子部品を製造できることがわかる。
上述の昇温脱離法によれば、図2に示すように、本願発明の方法により湿式バレル研磨を施した試験6の試料の場合、従来の方法で湿式バレル研磨した試料の場合に認められた300〜500℃での水の急激な飛散によるピーク(図3参照)は認められなかった。
このことから、本願発明の方法によれば、セラミック素子中に反応物(水和物)が生成することを抑制することが可能になり、セラミック素子が高温に加熱された場合に、水分が急激に発生することによるクラックの発生を防止して、効率よく信頼性の高いセラミック電子部品を製造できることがわかる。
また、湿式バレル研磨工程において水温が45℃まで上昇する条件でバレル研磨した試験7,8,9,10の場合にも、湿式バレル研磨後のセラミック素子(セラミック焼結体)の保管温度を5℃とした試験10の試料では、構造欠陥発生率が大幅に低下することわかる。
すなわち、表1に示す結果より、
(a)湿式バレル研磨工程において水温を20℃以下に制御した場合(本願請求項1の要件を満たした場合)、湿式バレル研磨中に水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることを抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から水分を確実に除去することが可能になり、構造欠陥の発生を大幅に低減できること、
(b) 湿式バレル研磨後、乾燥処理を行うまでの間、セラミック焼結体を0〜5℃に保持するようにした場合(本願請求項2の要件を満たした場合)、湿式バレル研磨後、乾燥処理を行うまでの間に、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることを抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から水分を効率よく除去することが可能になり、構造欠陥の発生を低減できること、
(c)特に、湿式バレル研磨工程において水温を20℃以下とし、かつ、湿式バレル研磨終了後、乾燥までの間の保管温度を5℃以下とした場合(本願請求項3の要件を満たした場合)、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることをより確実に抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から確実に水分を除去することが可能になり、構造欠陥の発生を著しく低減できること、
(d)湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまでの時間を5分以内とすることにより(本願請求項4の要件を満たした場合)、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることをさらに効率よく抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から確実に水分を除去することが可能になること
などがわかる。
(a)湿式バレル研磨工程において水温を20℃以下に制御した場合(本願請求項1の要件を満たした場合)、湿式バレル研磨中に水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることを抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から水分を確実に除去することが可能になり、構造欠陥の発生を大幅に低減できること、
(b) 湿式バレル研磨後、乾燥処理を行うまでの間、セラミック焼結体を0〜5℃に保持するようにした場合(本願請求項2の要件を満たした場合)、湿式バレル研磨後、乾燥処理を行うまでの間に、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることを抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から水分を効率よく除去することが可能になり、構造欠陥の発生を低減できること、
(c)特に、湿式バレル研磨工程において水温を20℃以下とし、かつ、湿式バレル研磨終了後、乾燥までの間の保管温度を5℃以下とした場合(本願請求項3の要件を満たした場合)、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることをより確実に抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から確実に水分を除去することが可能になり、構造欠陥の発生を著しく低減できること、
(d)湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまでの時間を5分以内とすることにより(本願請求項4の要件を満たした場合)、水がセラミック素子と反応して反応物(水和物など)が形成されることをさらに効率よく抑制して、乾燥工程でセラミック焼結体から確実に水分を除去することが可能になること
などがわかる。
なお、上記実施例では、BaTiO3系の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場合を例にとって説明したが、本願発明において、セラミック電子部品を構成するセラミックの種類、およびセラミック電子部品の種類には特別の制約はなく、湿式バレル研磨の工程を経て製造されるセラミック電子部品の製造工程に広く適用することが可能である。
また、上記実施例では、ニッケルからなる内部電極を備えたセラミック電子部品(積層セラミックコンデンサ)を製造する場合を例にとって説明したが、本願発明において、内部電極の構成材料に特別の制約はなく、例えば、Ag−Pd粉末を導電成分とする内部電極ペースト(導電ペースト)を用いて形成されるAg−Pd内部電極を備えたセラミック電子部品や、さらにその他の材料からなる内部電極を備えたセラミック電子部品を製造する場合にも適用することが可能であり、その場合にも上記実施例1の場合と同様の効果を得ることができる。
本願発明はさらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、湿式バレル研磨の具体的な条件(バレルの形状や寸法、バレルの回転数、バレルへのセラミック焼結体と水の投入割合など)、乾燥処理の方法や条件、湿式バレル研磨工程における水温の制御方法、湿式バレル研磨の終了後、乾燥処理を施すまでの温度の制御方法などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
本願発明によれば、湿式バレル研磨中や、湿式バレル研磨の終了後、乾燥処理を施すまでの間に、水がセラミック素子(セラミック焼結体)と反応する速度を低下させ、反応物(水和物など)の生成量を減らすことが可能になるため、通常の乾燥処理を行うことにより、セラミック焼結体から水分を効率よく除去することが可能になり、外部電極の形成工程で、導電ペーストをセラミック素子に塗布して焼き付ける際にセラミック素子が高温になった場合にも、水分の蒸発、膨張に起因する内部応力の発生を防止して、構造欠陥のない信頼性の高いセラミック電子部品を歩留まりよく製造することが可能になる。
したがって、本願発明は、湿式バレル工程を経て製造される種々のセラミック電子部品の製造工程に広く適用することが可能である。
1 セラミック素子(セラミック焼結体)
2 セラミック層
3a,3b 内部電極
4a,4b 外部電極
5a,5b セラミック素子の端面
2 セラミック層
3a,3b 内部電極
4a,4b 外部電極
5a,5b セラミック素子の端面
Claims (4)
- 回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温を20℃以下に保ちつつバレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程を具備することを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
- 回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、バレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程と、
前記湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する保持工程と
を具備することを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。 - 回転可能なバレルにセラミック焼結体と水を投入し、水温を20℃以下に保ちつつバレルを回転させることによりセラミック焼結体を研磨する湿式バレル研磨工程と、
前記湿式バレル研磨を行った後、乾燥処理を行うまで、セラミック焼結体を0〜5℃に保持する保持工程と、
を具備することを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。 - 前記湿式バレル研磨を行った後、前記乾燥処理を行うまでの時間を5分以内とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003382955A JP2005150256A (ja) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | セラミック電子部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003382955A JP2005150256A (ja) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | セラミック電子部品の製造方法 |
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JP2005150256A true JP2005150256A (ja) | 2005-06-09 |
Family
ID=34691864
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JP (1) | JP2005150256A (ja) |
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JP7426771B2 (ja) | 2018-04-11 | 2024-02-02 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
-
2003
- 2003-11-12 JP JP2003382955A patent/JP2005150256A/ja not_active Withdrawn
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