JP2007035715A - 積層電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シート積層体の切断負荷を軽減し得る積層電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】 セラミックグリーンシート１１の一面において複数の内部電極パターン２０を、一定方向でみて互いに間隔を隔てて形成する。更に、セラミックグリーンシート１１の一面において内部電極パターン２０が形成されない領域のうち、内部電極パターン２０の位置に基づいて設定される切断予定線を除いた領域に、段差吸収層３０を形成する。更に、内部電極パターン２０及び段差吸収層３０が形成されたセラミックグリーンシート１１を少なくとも一層備えたシート積層体を作製する。更に、シート積層体を、前記切断予定線に従って切断する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、積層電子部品の製造方法に関する。

一般に、積層セラミックコンデンサなどの積層電子部品は、次のような工程によって製造されている。まず、セラミックグリーンシートに、導体ペーストでなる内部電極パターンを形成する。次に、内部電極パターンを有するセラミックグリーンシートを複数枚積層し、シート積層体を作る。そして、シート積層体を加圧した後、複数のチップ領域に切断して積層グリーンチップを得る。更に、その積層グリーンチップに対して、脱バインダ、焼成及び端子電極形成などの周知の工程を行い、積層電子部品を得る。

このような積層電子部品の製造工程では、内部電極パターンの層厚による段差の問題が無視できない。段差の問題を解消するための技術としては、内部電極パターンの周囲にセラミックペーストでなる段差吸収層を形成する技術が知られている（特許文献１を参照）。

しかしながら、特許文献１の開示技術では、内部電極パターンが形成されない領域のほぼ全面に、段差吸収層を形成する。このため、後にシート積層体を切断する際、切断刃は、段差吸収層にも入ることになる。段差吸収層を構成するセラミックは、内部電極パターンを構成する導体よりも硬く、段差吸収層の切断は、シート積層体全体でみた切断負荷の増大につながる。シート積層体の切断負荷が大きいと、切断時の衝撃によるクラックの発生、切断面の傾斜、切断ずれ、切断刃の寿命低下などの問題を招く。
特開２００１−３５８０３６号公報

本発明の課題は、シート積層体の切断負荷を軽減し得る積層電子部品の製造方法を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係る積層電子部品の製造方法では、セラミックグリーンシートの一面において複数の内部電極パターンを、一定方向でみて互いに間隔を隔てて形成する。更に、前記セラミックグリーンシートの前記一面において内部電極パターンが形成されない領域のうち、内部電極パターンの位置に基づいて設定される切断予定線を除いた領域に、段差吸収層を形成する。更に、内部電極パターン及び段差吸収層が形成された前記セラミックグリーンシートを少なくとも一層備えたシート積層体を作製する。更に、前記シート積層体を、前記切断予定線に従って切断する。

上述した本発明に係る積層電子部品の製造方法では、セラミックグリーンシートの一面において複数の内部電極パターンを、一定方向でみて互いに間隔を隔てて形成する。更に、上記セラミックグリーンシートの一面において内部電極パターンが形成されない領域のうち、内部電極パターンの位置に基づいて設定される切断予定線を除いた領域に、段差吸収層を形成する。従って、内部電極パターンの層厚による段差を吸収するための基本的構造が得られる。

更に、内部電極パターン及び段差吸収層が形成された上記セラミックグリーンシートを少なくとも一層備えたシート積層体を作製し、シート積層体を、上述の切断予定線に従って切断する。従って、段差吸収層が形成されていない位置に切断刃を入れることが可能となり、これにより、シート積層体の切断負荷を軽減することができる。よって、切断時の衝撃によるクラックの発生、切断面の傾斜、切断ずれ、切断刃の寿命低下などの問題を軽減することができる。

一つの実施形態では、前記シート積層体を、長さ方向でみた内部電極パターンの位置が交互にずれる態様で作製する。更に、前記セラミックグリーンシートの前記一面において内部電極パターンが形成されない領域のうち、前記長さ方向に隣り合う内部電極パターンの間に設定される第１の切断予定線を除いた領域に、前記段差吸収層を形成する。

もう一つの実施形態では、前記シート積層体を、長さ方向でみた内部電極パターンの位置が交互にずれる態様で作製する。前記セラミックグリーンシートの前記一面において内部電極パターンが形成されない領域のうち、前記長さ方向に隣り合う内部電極パターンの間に設定される第１の切断予定線と、前記長さ方向でみた内部電極パターンの中央部に設定される第２の切断予定線とを除いた領域に、前記段差吸収層を形成する。

以上述べたように、本発明によれば、シート積層体の切断負荷を軽減し得る積層電子部品の製造方法を提供することができる。

以下、本発明に係る積層電子部品の製造方法の実施形態について説明する。まず、積層電子部品について説明する。

図１は、本発明に係る積層電子部品の製造方法を適用し得る積層電子部品の一例を示す模式的断面図である。図示の積層電子部品は、セラミック基体１と、ｎ層の内部電極２１〜２ｎとを備える。図示実施形態において、本発明に係る製造方法は、積層セラミックコンデンサに適用されているが、他の積層電子部品、例えば積層インダクタなどに適用することもできる。

セラミック基体１は、例えばチタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料などで構成される。セラミック基体１は、長さ方向Ｘ、幅方向Ｙ及び厚さ方向Ｚを有する略直方体形状となっており、長さ方向Ｘでみた両端面１６０、１７０には、端子電極４１、４２が設けられている。

内部電極層２１〜２ｎは、セラミック基体１の内部において厚さ方向Ｚに間隔を隔てて積層されている。詳しくは、内部電極２１〜２ｎは、長さ方向Ｘでみた位置を交互にずらして配置され、セラミック基体１の両端面１６０、１７０に交互に導出されている。

具体的に説明すると、内部電極２１は、平面で見て長さ方向Ｘ及び幅方向Ｙを有する長方形状となっており、長さ方向Ｘでみた一辺が、セラミック基体１の端面１６０に導出され、端子電極４１に接続されている。長さ方向Ｘでみた他辺は、セラミック基体１のもう一つの端面１７０から長さ方向Ｘに間隔を隔てている。

次の内部電極２２も、平面で見て長さ方向Ｘ及び幅方向Ｙを有する長方形状となっており、長さ方向Ｘでみた一辺が、セラミック基体１の端面１６０から長さ方向Ｘに間隔を隔てており、長さ方向Ｌでみた他辺が、セラミック基体１の端面１７０に導出され、端子電極４２に接続されている。残りの内部電極２３〜２ｎについても同様である。

このような内部電極の交互配置構造により、長さ方向Ｘでみたセラミック基体１の両端部１６、１７では、厚さ方向Ｚでみて内部電極と余白領域とが交互に位置することになる。また、長さ方向Ｘでみたセラミック基体１の中央部１８では、厚さ方向Ｚでみて内部電極のみが位置することになる。

内部電極２１〜２ｎは、例えばＮｉまたはＣｕなどで構成される。内部電極２１〜２ｎの層数ｎは、要求される特性に応じて２以上の任意の値に設定され得る。積層セラミックコンデンサの場合、例えば２００層である。

次に、このような積層電子部品の製造方法について説明する。

図２は、本発明に係る積層電子部品の製造方法の一実施形態に含まれる工程を示す図である。図２を参照すると、セラミックグリーンシート（未焼成セラミックシート）１１が示されている。セラミックグリーンシート１１は、セラミック粉末、溶剤及びバインダなどを混合したセラミックペーストで構成され、一定の厚さとなっている。セラミックグリーンシート１１は、可撓性プラスチックフィルムなどの支持体（図示せず）に付着される。

次に、図２に示すように、セラミックグリーンシート１１の一面に複数の内部電極パターン２０を形成する。これらの内部電極パターン２０は、セラミックグリーンシート１１の面上で互いに長さ方向Ｘに間隔を隔て、かつ、幅方向Ｙに間隔を隔てるように形成される。詳しく説明すると、内部電極パターン２０は、それぞれ、長さ方向Ｘ及び幅方向Ｙを有する長方形状となっており、長さ方向Ｘ及び幅方向Ｙに沿って行列状に配置されている。数値例を挙げると、内部電極パターン２０の、長さ方向Ｘでみた長さ及び幅方向Ｙでみた幅は７．０ｍｍ、１．５ｍｍであり、長さ方向Ｘでみた間隔及び幅方向Ｙでみた間隔は０．６ｍｍ、０．６ｍｍである。

このような内部電極パターン２０は、導体粉末、溶剤及びバインダなどを混合した導体ペーストを、所定パターンで印刷することにより形成される。内部電極パターン２０の層厚は例えば２μｍである。

更に、内部電極パターン２０の位置に基づいて、第１〜第３の切断予定線Ｐ１〜Ｐ３が設定される。まず、第１、第２の切断予定線Ｐ１、Ｐ２は、幅方向Ｙに沿った切断予定線である。第１の切断予定線Ｐ１は、長さ方向Ｘに隣り合う内部電極パターン２０の間に設定される。第２の切断予定線Ｐ２は、長さ方向Ｘでみた内部電極パターン２０の中央部に設定される。

次に、第３の切断予定線Ｐ３は、長さ方向Ｘに沿った切断予定線である。第３の切断予定線Ｐ３は、幅方向Ｙに隣り合う内部電極パターン２０の間に設定される。

次に、図３に示すように、セラミックグリーンシート１１の一面に段差吸収層３０を形成する。段差吸収層３０は、セラミックグリーンシート１１の一面において内部電極パターン２０が形成されない領域のうち、切断予定線を除いた領域に形成される。図示実施形態の場合、段差吸収層３０は、幅方向Ｙに延びる第１の切断予定線Ｐ１及び長さ方向Ｘに延びる第３の切断予定線Ｐ３を除いた領域に形成される。

詳しくは、段差吸収層３０は、各内部電極パターン２０ごとにその内部電極パターンを取り囲むように形成される。これらの段差吸収層３０は、長さ方向Ｘでみると、第１の切断予定線Ｐ１を挟んで間隔を隔てて配置され、幅方向Ｙでみると、第３の切断予定線Ｐ３を挟んで間隔を隔てて配置されている。第１の切断予定線Ｐ１または第３の切断予定線Ｐ３における段差吸収層３０の間隔については、後述する。第２の切断予定線Ｐ２に関しては、段差吸収層３０は、第２の切断予定線Ｐ２を跨いで連続的に形成される。

このような段差吸収層３０は、セラミックペーストを所定のパターンで印刷することにより形成される。印刷手法としては、スクリーン印刷法、グラビア印刷法またはオフセット印刷法などが挙げられる。段差吸収層３０は、基本的には、セラミックグリーンシート１１と同様な構成のセラミックペーストで構成される。また、段差吸収層３０の層厚は、内部電極パターン２０の層厚とほぼ同じ値に設定されることが好ましい。

本実施形態では、内部電極パターンの形成（図２参照）の後に、段差吸収層の形成（図３参照）を行っているが、内部電極パターンの形成及び段差吸収層の形成について時間的な順序関係は任意である。例えば、段差吸収層の形成の後に内部電極パターンの形成を行ってもよいし、内部電極パターンの形成と、段差吸収層の形成とを同時に行ってもよい。

次に、図４に示すように、内部電極パターン２０及び段差吸収層３０が形成されたセラミックグリーンシート１１を少なくとも一層備えたシート積層体を作製する。詳しくは、内部電極パターン２０及び段差吸収層３０が形成されたセラミックグリーンシート１１を、単位層６１〜６ｎとしてシート積層体を作製する。シート積層体の作製における単位層６１〜６ｎの配置は、次の通りである。

まず、長さ方向Ｘに注目すると、単位層６１〜６ｎは、長さ方向Ｘでみた位置を交互にずらして配置される（オフセット積層）。詳しくは、単位層６１〜６ｎは、積層方向Ｚでみて内部電極パターン２０のみが位置する部分８１のほかに、積層方向Ｚでみて内部電極パターン２０と、内部電極パターンが形成されない余白領域とが交互に位置する部分８２が生じるように配置される。更に詳しくは、内部電極パターン２０と余白領域とが交互に位置する部分８２は、長さ方向Ｘでみた内部電極パターン２０の中央部に在る。積層方向Ｚに隣り合う２つの単位層でみると、一方の単位層の第１の切断予定線Ｐ１と、他方の単位層の第２の切断予定線Ｐ２とが積層方向Ｚに重なることになる。

次に、幅方向Ｙに注目すると、単位層６１〜６ｎは、幅方向Ｙでみた位置を揃えて配置される。

更に図示は省略するが、シート積層体の作製にあたっては、上述の単位層６１〜６ｎに加え、内部電極パターンを備えていないセラミックグリーンシートを外層単位層として配置する。外層単位層は、積層方向Ｚでみて単位層６１〜６ｎの外側に配置される。

シート積層体を作製するための手法としては、内部電極パターン２０及び段差吸収層３０を備えたセラミックグリーンシート１１を単位層６１〜６ｎとして用意し、これらの単位層６１〜６ｎを順次に積層する手法を採用することができる。また、セラミックグリーンシートの形成工程や、内部電極パターン及び段差吸収層の印刷工程などを、必要な回数だけ可撓性支持体上で繰り返すことによりシート積層体を作製する手法を採用してもよい。

このようにして得られたシート積層体は、加圧処理に付される。

次に、図５に示すように、シート積層体を、複数のチップ領域に切断する。具体的には、シート積層体は、上述した切断予定線に従い、長さ方向Ｘ及び幅方向Ｙに沿って切断される。

まず、幅方向Ｙに沿った切断について説明すると、シート積層体は、第１、第２の切断予定線Ｐ１、Ｐ２（図４参照）に従い、切断線Ｃ１、Ｃ２に沿って切断される。

次に、長さ方向Ｘに沿った切断について説明すると、シート積層体は、第３の切断予定線Ｐ３（図４参照）に従い、切断線Ｃ３に沿って切断される。

シート積層体を切断するための手法としては、円盤状の切断刃を回転させてシート積層体を切削する回転刃切断法、または、固定された切断刃を備えた切断具を用いてシート積層体を押し切る押し切り切断法などを採用することができる。切断刃の厚みは、例えば数１０μｍ〜数１００μｍである。

このようにしてシート積層体を切断すると、積層グリーンチップが得られる。更に脱バインダ、焼成及び端子電極形成等の工程を行うと、図１に示した積層電子部品が得られる。

上述した積層電子部品の製造方法について、長さ方向Ｘでみた内部電極パターン２０の配置に注目し、説明を行う。まず、図２に示すように、セラミックグリーンシート１１の一面において複数の内部電極パターン２０を、長さ方向Ｘでみて互いに間隔を隔てて形成する。更に、図３に示すように、セラミックグリーンシート１１の一面において内部電極パターン２０が形成されない領域のうち、長さ方向Ｘに隣り合う内部電極パターン２０の間に設定される第１の切断予定線Ｐ１を除いた領域に、段差吸収層３０を形成する。従って、内部電極パターン２０の層厚による段差を吸収するための基本的構造が得られる。

そして、図４に示すように、内部電極パターン２０及び段差吸収層３０が形成されたセラミックグリーンシート１１を少なくとも一層備えたシート積層体を作製した後、図５に示すように、シート積層体を、上述の第１の切断予定線Ｐ１に従って切断する。従って、段差吸収層２０が形成されていない位置（第１の切断予定線Ｐ１の位置）に切断刃を入れることが可能となる。これにより、シート積層体の切断負荷、具体的には、幅方向Ｙに沿ってシート積層体を切断する際の切断負荷を軽減することができる。よって、切断時の衝撃によるクラックの発生、切断面の傾斜、切断ずれ、切断刃の寿命低下などの問題を軽減することができる。

切断ずれを考慮した観点からは、第１の切断予定線Ｐ１における段差吸収層３０の間隔は、第１の切断予定線Ｐ１の位置に入れる切断刃の厚みよりも小さい値に設定することが好ましい。

更に、図２に示した内部電極パターン形成工程及び図３に示した段差吸収層形成工程により、第１の切断予定線Ｐ１の位置には、内部電極パターン２０または段差吸収層３０の何れも形成されない領域が生じる。従って、図４に示した積層工程では、この領域を通して積層方向Ｚの通気性を確保することができる。例えば、積層方向Ｚに空気が抜けるようになる。よって、空気の抱き込みに起因するデラミネーション、例えば、積層ずれ、ブクの発生などを低減させ、積層歩留を向上させることができる。

また、第１の切断予定線Ｐ１の位置には段差吸収層３０が形成されないので、シート積層体全体でみると、第１の切断予定線Ｐ１の位置に僅かな窪みが生じることになる（図４参照）。従って、この窪みを画像処理で特定し、切断刃の位置を合わせることにより、画像処理による高精度な切断が可能となる。よって、切断歩留を向上させることができる。

次に、幅方向Ｙでみた内部電極パターン２０の配置に注目し、説明を行う。まず、図２に示すように、セラミックグリーンシート１１の一面において複数の内部電極パターン２０を、幅方向Ｙでみて互いに間隔を隔てて形成する。更に、図３に示すように、セラミックグリーンシート１１の一面において内部電極パターン２０が形成されない領域のうち、幅方向Ｙに隣り合う内部電極パターン２０の間に設定される第３の切断予定線Ｐ３を除いた領域に、段差吸収層３０を形成する。

そして、図４に示すように、シート積層体を作製した後、図５に示すように、シート積層体を、第３の切断予定線Ｐ３に従って切断する。従って、段差吸収層２０が形成されていない位置（第３の切断予定線Ｐ３の位置）に切断刃を入れることが可能となる。これにより、シート積層体の切断負荷、具体的には、長さ方向Ｘに沿ってシート積層体を切断する際の切断負荷を軽減することができる。

切断ずれを考慮した観点からは、第３の切断予定線Ｐ３における段差吸収層３０の間隔は、第３の切断予定線Ｐ３の位置に入れる切断刃の厚みよりも小さい値に設定することが好ましい。

以下、第３の切断予定線Ｐ３に関する作用効果については、第１の切断予定線Ｐ１と同様である。例えば、通気性の改善効果が得られ、画像処理による切断が可能となる。よって、重複説明を省略する。

また、図示実施形態では、シート積層体の構成として、切断予定線を除いた領域に段差吸収層３０を有するセラミックグリーンシート１１を、複数層備えた構成が採用されているが、本発明は、そのような構成に限定されることはなく、切断予定線を除いた領域に段差吸収層３０を有するセラミックグリーンシート１１の層数は任意である。この点については、例えば、切断予定線を除いた領域に段差吸収層３０を有するセラミックグリーンシート１１が一層しか備えられていない構成でも、基本的な作用効果が得られることから明らかであろう。

図６は、本発明に係る積層電子部品の製造方法の別の実施形態に含まれる工程を示す図である。この実施形態も、図１に示した積層電子部品の製造方法に係る。図示において先の実施形態に現れた構成部分と同一性ある構成部分には、同一の参照符号を付し、重複説明をできるだけ省略する。

本実施形態では、段差吸収層３０は、セラミックグリーンシート１１の一面において内部電極パターン２０が形成されない領域のうち、幅方向Ｙに延びる第１、第２の切断予定線Ｐ１、Ｐ２及び長さ方向Ｘに延びる第３の切断予定線Ｐ３を除いた領域に形成される。先に述べたように、第１の切断予定線Ｐ１は、長さ方向Ｘに隣り合う内部電極パターン２０の間に設定される切断予定線であり、第２の切断予定線Ｐ２は、長さ方向Ｘでみた内部電極パターン２０の中央部に設定される切断予定線である。また、第３の切断予定線Ｐ３は、幅方向Ｙに隣り合う内部電極パターン２０の間に設定される切断予定線である。

詳しくは、段差吸収層３０は、各内部電極パターン２０ごとに、内部電極パターンの長さ方向Ｘの両側に形成される。長さ方向Ｘでみると、これらの段差吸収層３０は、第１の切断予定線Ｐ１または第２の切断予定線Ｐ２を挟んで間隔を隔てて配置されている。第１、第２の切断予定線Ｐ１、Ｐ２における段差吸収層３０の間隔については、後述する。

そして、内部電極パターン２０及び段差吸収層３０が形成されたセラミックグリーンシート１１を少なくとも一層備えたシート積層体を作製した後、シート積層体を、第１〜第３の切断予定線Ｐ１〜Ｐ３に従って切断する。これらの点については、先の実施形態と同様である（図４、図５参照）。

図６を参照して説明したように、段差吸収層３０は、長さ方向Ｘに隣り合う内部電極パターン２０の間に設定される第１の切断予定線Ｐ１と、長さ方向Ｘでみた内部電極パターン２０の中央部に設定される第２の切断予定線Ｐ２とを除いた領域に形成される。かような段差吸収層の構成によれば、シート積層体の切断負荷、具体的には、幅方向Ｙに沿ってシート積層体を切断する際の切断負荷を更に軽減することができる。

切断ずれを考慮した観点からは、第１、第２の切断予定線Ｐ１、Ｐ２における段差吸収層３０の間隔は、第１、第２の切断予定線Ｐ１、Ｐ２の位置に入れる切断刃の厚みよりも小さい値に設定することが好ましい。

また、第２の切断予定線Ｐ２の位置でみると、内部電極パターン２０は、第２の切断予定線Ｐ２を跨いで連続的に形成されており、段差吸収層３０は、第２の切断予定線Ｐ２を挟んで間隔を隔てて形成されている。すなわち、第２の切断予定線Ｐ２の位置では、段差吸収層３０のみに間隔が設けられ、内部電極パターン２０には間隔が設けられていない。

段差吸収層３０を構成するセラミックは、内部電極パターン２０を構成する導体よりも硬い。従って、シート積層体の切断負荷を軽減する観点からは、段差吸収層３０のみに、第２の切断予定線Ｐ２での間隔を設けた構造でも、相当な効果が得られる。

更に、内部電極パターン２０が第２の切断予定線Ｐ２を跨いで連続的に形成された構造によれば、実際の切断刃位置が第２の切断予定線Ｐ２から或る程度ずれた場合でも、内部電極パターン２０の切断端面が露出した状態を得ることができる。内部電極パターン２０の切断端面は、その後の端子電極形成工程において、端子電極との接続性を確保するのに役立つ。

本発明に係る積層電子部品の製造方法を適用し得る積層電子部品の一例を示す模式的断面図である。 本発明に係る積層電子部品の製造方法の一実施形態に含まれる工程を示す図である。 図２に示した工程の後の工程を示す図である。 図３に示した工程の後の工程を示す図である。 図４に示した工程の後の工程を示す図である。 本発明に係る積層電子部品の製造方法の別の実施形態に含まれる工程を示す図である。

符号の説明

１１ セラミックグリーンシート
２０ 内部電極パターン
３０ 段差吸収層

Claims (3)

1. セラミックグリーンシートの一面において複数の内部電極パターンを、一定方向でみて互いに間隔を隔てて形成し、
   前記セラミックグリーンシートの前記一面において内部電極パターンが形成されない領域のうち、内部電極パターンの位置に基づいて設定される切断予定線を除いた領域に、段差吸収層を形成し、
   内部電極パターン及び段差吸収層が形成された前記セラミックグリーンシートを少なくとも一層備えたシート積層体を作製し、
   前記シート積層体を、前記切断予定線に従って切断する
   積層電子部品の製造方法。
2. 請求項１に記載された積層電子部品の製造方法であって、
   前記シート積層体を、長さ方向でみた内部電極パターンの位置が交互にずれる態様で作製し、
   前記セラミックグリーンシートの前記一面において内部電極パターンが形成されない領域のうち、前記長さ方向に隣り合う内部電極パターンの間に設定される第１の切断予定線を除いた領域に、前記段差吸収層を形成する
   積層電子部品の製造方法。
3. 請求項１に記載された積層電子部品の製造方法であって、
   前記シート積層体を、長さ方向でみた内部電極パターンの位置が交互にずれる態様で作製し、
   前記セラミックグリーンシートの前記一面において内部電極パターンが形成されない領域のうち、前記長さ方向に隣り合う内部電極パターンの間に設定される第１の切断予定線と、前記長さ方向でみた内部電極パターンの中央部に設定される第２の切断予定線とを除いた領域に、前記段差吸収層を形成する
   積層電子部品の製造方法。