JP2011089878A - セラミック焼結体の焼結密度の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック焼結体がセラミックとそれ以外の非セラミック部材を含む場合にも、セラミック焼結体の焼結密度を効率よく管理できるようにする。
【解決手段】(ａ)非セラミック部材を含まない第１セラミックからなる第１セラミック焼結体を作製し、焼結密度をアルキメデス法により測定し、(ｂ)第１セラミックと同じ第２セラミックと非セラミック部材とを含む第２セラミック焼結体を作製し、ＢＥＴ法により比表面積を測定し、(ｃ)第１セラミック焼結体の焼結密度と、第２セラミック焼結体の比表面積の関係を表す関係線を作成し、(ｄ)焼結密度を管理すべき対象である管理対象セラミック焼結体の比表面積をＢＥＴ法により測定し、(ｅ)測定した該比表面積の値を(ｃ)の関係線に当てはめて対応する第１セラミック焼結体の焼結密度の値を求め、該焼結密度が所定の範囲に保たれるように、焼結密度に影響を与える条件を調整する。
【選択図】図５

Description

本発明は、セラミック焼結体の焼結密度の管理方法に関し、詳しくは、所望の特性を備えたセラミック焼結体を得ることができるように、セラミック焼結体の焼結密度を管理する方法に関する。

例えば、磁性体セラミックを用いた積層コイル部品や、誘電体セラミックを用いた積層コンデンサなどは、セラミックグリーンシートを積層したマザー積層体を、個々の素子に分割した後、所定の条件で焼成してセラミックを焼結させることにより製造されており、意図する特性を発現させる上でセラミックの焼結性は重要な因子である。
すなわち、積層コイル部品や積層コンデンサなどのセラミックで構成されるセラミック電子部品は、焼成工程でセラミックの焼結が確実に行われることにより、所望の特性が発現する。

そのため、これらのセラミック電子部品の製造工程では、セラミック電子部品を構成するセラミック焼結体の焼結性を管理することが重要になる。

ところで、セラミック電子部品の製造工程でセラミック焼結体の焼結性を計測、管理する方法のうちの代表的なものに、アルキメデス法によりセラミック焼結体の密度を求め、この密度を所定の範囲に保つことによりセラミック焼結体の焼結性（焼結の度合）を管理する方法がある。

この方法は、試料の乾燥重量を測定した後、純水中で所定時間（例えば３時間）煮沸した後、常温まで冷却して（測定中に水温が変化すると水の密度が変化する）、水中重量を測定し、その後、表面の水滴を除去し、飽水重量を測定することにより、気泡の含有割合を調べ、乾燥重量、水中重量、および気泡の含有割合から、セラミック焼結体の焼結密度（嵩密度）を求め、焼結性を判定する方法である。

このアルキメデス法は、セラミック焼結体の焼結密度を求めることが可能で、セラミック焼結体の焼結性を精度よく判定することができる方法であるが、セラミック焼結体が内部電極などの、セラミック以外の材料からなる部材を含有していると、セラミック自体の焼結密度を測定することができず、焼結性を計測、管理する方法として適用できないという問題点がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、セラミック焼結体がセラミック以外の材料からなる非セラミック部材を含むものである場合にも、セラミック焼結体の焼結密度を効率よく管理することが可能な焼結密度の管理方法を提供することを目的とする。

発明者等は、上記課題を解決するため、種々の検討を行い、セラミック焼結体を構成するセラミックの焼結密度は、セラミックが開気孔を含むものである場合において、セラミックの比表面積と相関関係があることを知り、さらに実験、検討を行って本発明を完成した。

すなわち、本発明のセラミック焼結体の焼結密度の管理方法は、
焼成工程を経て作製されるセラミック焼結体の焼結密度の管理方法であって、
(ａ)開気孔を有する第１セラミックのみからなり、焼結密度が所定の範囲で異なる複数の第１セラミック焼結体を作製し、アルキメデス法によりそれぞれの焼結密度を測定する工程と、
(ｂ)開気孔を有する第２セラミックと、該第２セラミックの内部に配設されたセラミック以外の材料からなる非セラミック部材とを含む第２セラミック焼結体であって、前記第２セラミックは、前記第１セラミックと組成が同じであり、かつ、焼結密度が所定の範囲で異なる前記第１セラミックのそれぞれと同じ焼結密度となるように、前記第１セラミック焼結体の場合と同じ条件で、焼結密度が所定の範囲で異なる複数の第２セラミック焼結体を作製し、ＢＥＴ法によりそれぞれの比表面積を測定する工程と、
(ｃ)前記(ａ)の工程で測定した第１セラミック焼結体の焼結密度と、前記(ｂ)の工程で測定した第２セラミック焼結体の比表面積の関係を表す関係線を作成する工程と、
(ｄ)管理すべき所定の焼成条件下で実施される焼成工程を経て作製される、焼結密度を管理すべき対象である管理対象セラミック焼結体であって、前記第２セラミック焼結体を構成する前記第２セラミックと同じ組成のセラミックと、前記第２セラミック焼結体を構成する前記非セラミック部材と同じ材料からなる非セラミック部材とを、前記第２セラミック焼結体と同じ態様で備えた管理対象セラミック焼結体について、その比表面積をＢＥＴ法により測定する工程と、
(ｅ)前記(ｄ)の工程で測定した、管理対象セラミック焼結体の比表面積の値を前記(ｃ)の工程で作成した関係線に当てはめて、該比表面積の値に対応する前記第１セラミック焼結体の焼結密度の値を求め、該焼結密度の値が所定の範囲に保たれるように、前記管理対象セラミック焼結体の焼結密度に影響を与える条件を調整すること
を特徴としている。

本発明においては、前記管理対象セラミック焼結体の焼結密度に影響を与える前記条件が、
(ａ)焼成温度、焼成時間、および焼成雰囲気の少なくとも１つを含む焼成条件、
(ｂ)セラミック焼結体を構成するセラミック原料の種類、混合条件、仮焼条件、および粉砕条件の少なくとも１つを含む原料条件、
(ｃ)セラミックグリーンシートを積層する工程を経て、焼成後にセラミック焼結体となるセラミック積層体を作製する場合における積層後の圧着条件
からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが望ましい。

また、本発明においては、前記管理対象セラミック焼結体が、前記非セラミック部材として、内部導体を備えた積層セラミック焼結体であることが望ましい。

さらに、本発明においては、前記管理対象セラミック焼結体が、前記非セラミック部材として、コイル用内部導体を備えた積層セラミック焼結体であることが望ましい。

本発明のセラミック焼結体の焼結密度の管理方法は、上述のような構成を備えているため、アルキメデス法により焼結密度を測定し、それに基づいて焼結性を管理する方法では焼結性を管理することができない、セラミック以外の材料からなる非セラミック部材を含む管理対象セラミック焼結体の焼結性を効率よく管理することが可能になる。その結果、適切な焼成を行って、所望の特性を備えたセラミック焼結体を作製することが可能になる。

すなわち、本発明によれば、管理対象セラミック焼結体が内部導体などを有している場合などにも、それらの影響を抑制して焼結性を精度よく管理し、所望の特性を備えたセラミック焼結体、およびそれを用いたセラミック電子部品を効率よく製造することができる。

なお、本発明において、セラミックの焼結密度とは、セラミック積層体などを焼成することにより得られる焼結体(セラミック焼結体)を構成するセラミックの嵩密度、すなわち、気孔を含んだ状態のセラミックの単位嵩体積当たりの質量をいう。

本発明は、セラミック焼結体を構成するセラミックに含まれる開気孔に関連するセラミックの比表面積とセラミックの焼結密度の間に相関があることを利用してセラミック焼結体の焼結密度を測定するものであることから、セラミック焼結体を構成するセラミックが開気孔を含むものであることが必要である。
なお、セラミックに含まれる開気孔の割合は、セラミックに含まれる開気孔のすべてに水が充填された場合の水の割合を吸水率とした場合における吸水率が０．１重量％以上となるような割合であることが望ましい。

本発明によりセラミックの焼結密度を求めることができるメカニズムは以下の通りである。すなわち、セラミック焼結体を構成するセラミックに存在する開気孔（オープンポア）は、同一組成のセラミックの場合、焼結密度と比例関係にある（焼結密度が高くなれば開気孔は少なくなる)。そして、セラミックに含まれる開気孔の割合と「セラミックの比表面積」には相関関係がある。

そこで、非セラミック部材を含まないセラミックのみからなる、焼結密度を異ならせた複数の第１セラミック焼結体について、アルキメデス法によりそれぞれの焼結密度を測定し、非セラミック部材を含む第２セラミック焼結体についてはＢＥＴ法により比表面積を測定し、第１セラミック焼結体の焼結密度と、比表面積の関係を表す関係線を作成するとともに、第２セラミック焼結体を構成する第２セラミックと同じ組成のセラミックと、第２セラミック焼結体を構成する非セラミック部材と同じ材料からなる非セラミック部材とを同様の態様で備えた管理対象セラミック焼結体の比表面積をＢＥＴ法により測定して、求めた比表面積の値を上記の関係線に当てはめ、該比表面積の値に対応する第１セラミック焼結体の焼結密度の値を求める。そして、その値に基づいて、該焼結密度の値が所定の範囲に保持されるように、管理対象セラミック焼結体の焼結密度に影響を与える条件を調整することにより、セラミック以外の材料からなる非セラミック部材を含むセラミック焼結体を構成するセラミックの焼結性を効率よく管理することができる。その結果、適切な焼成を行って、所望の特性を備えたセラミック焼結体を効率よく作製することが可能になる。
なお、ＢＥＴ法により測定される比表面積（ＳＳＡ）にはセラミック焼結体の表面積と開気孔の表面積が含まれている。このうちセラミック焼結体の表面積は、焼結密度が変化しても変わらないため、比表面積（ＳＳＡ）の変化が開気孔の量の変化となる。したがって、セラミック以外の物質を含むセラミック焼結体であっても比表面積（ＳＳＡ）から焼結密度に関する情報を得ることができるため、本発明のように焼結密度の管理を行うことが可能になる。

すなわち、本発明においては、管理対象セラミック焼結体を構成するセラミックの焼結密度を直接に測定することはしないが、上述の関係線から、管理対象セラミック焼結体の比表面積の値に対応する第１セラミック焼結体の焼結密度の値を求め、この値が所定の範囲になるように管理することにより、間接的に管理対象セラミック焼結体を構成するセラミックの焼結密度を管理して、特性の安定したセラミック焼結体を効率よく作製することができる。

なお、セラミック焼結体に含まれる非セラミック部材の割合が大きくなりすぎると、焼結密度の管理精度が低下する傾向があるので、セラミック焼結体に含まれる非セラミック部材の割合は、通常は、０．５〜３０体積％の範囲とすることが望ましい。

また、本発明においては、管理対象セラミック焼結体の焼結密度に影響を与える条件である、(ａ)焼成温度、焼成時間、および焼成雰囲気の少なくとも１つを含む焼成条件、(ｂ)セラミック焼結体を構成するセラミック原料の種類、混合条件、仮焼条件、および粉砕条件の少なくとも１つを含む原料条件、(ｃ)セラミックグリーンシートを積層する工程を経て、焼成後にセラミック焼結体となるセラミック積層体を作製する場合における積層後の圧着条件からなる群より選ばれる少なくとも１種を調整することにより、管理対象セラミック焼結体の焼結性を所定の範囲内に制御して、所望の特性を備えたセラミック焼結体を効率よく作製することが可能になる。

また、本発明においては、管理対象セラミック焼結体が、非セラミック部材として、内部導体を備えた積層セラミック焼結体である場合や、非セラミック部材として、コイル用内部導体を備えた積層セラミック焼結体、すなわち積層コイル部品などである場合に、その焼結の度合いを所定の範囲内に制御することが可能で、所望の特性を備えた積層セラミック電子部品、特に積層コイル部品を効率よく製造することができる。

なお、セラミック層を介してコイル形成用の内部導体が配設された構造を有する積層コイル部品の場合、セラミック焼結体の焼結状態が、積層コイル部品のインピーダンス値やその安定性などの特性に影響を及ぼしやすいため、特に、焼成状態を精度よく調べて、管理することが必要になるが、本発明は、そのような場合、すなわち、セラミック焼結体がセラミック積層体の内部にコイル用内部導体を備えた積層セラミックコイル部品を構成するものである場合に、効率よくその焼結性を調べることができるため特に有意義である。

本発明の実施例の方法により焼結密度が測定されるセラミック焼結体の構成を示す側面断面図である。 本発明の実施例の方法により焼結密度が測定されるセラミック焼結体の構成を示す分解斜視図である。 図１，図２のセラミック焼結体に外部電極を配設することにより形成される積層型コイル部品を示す正面断面図である。 セラミック焼結体の焼結密度と比表面積の関係を表す関係線を示す図である。 第２セラミック焼結体に外部電極を形成してなる積層インダクタのインピーダンス（Ｚ１００ＭＨｚ）の値と、対応する第１セラミック焼結体の焼結密度の関係をプロットした線図である。 図４の関係線に、焼結密度が４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³の範囲を「好ましい焼結密度の範囲」として表示した図である。

以下、本発明の実施の形態を示して、本発明をさらに詳しく説明する。

［１］第１および第２セラミック焼結体の作製
この実施例では、セラミックのみからなり非セラミック部材を備えていない第１セラミック焼結体と、非セラミック部材（内部導体）を含む第２セラミック焼結体を作製したが、説明の便宜上、まず第２セラミック焼結体の作成方法について説明した後、第１セラミック焼結体の作製方法について説明する。

［１−１］内部導体を備えたセラミック焼結体（第２セラミック焼結体）の作製
この実施例では、Ｆｅ₂Ｏ₃を４８．０ｍｏｌ％、ＺｎＯを２９．５ｍｏｌ％、ＮｉＯを１４．５ｍｏｌ％、ＣｕＯを８．０ｍｏｌ％の比率で配合した磁性体セラミック原料をボールミルにて４８時間湿式混合してスラリーを作製した。

このスラリーをスプレードライヤーにより乾燥し、７００℃にて２時間の仮焼を行った。得られた仮焼物をボールミルにて１６時間湿式粉砕した後、バインダーを所定量混合してセラミックスラリーとした。そして、このセラミックスラリーを成形して厚さ１５μｍのセラミックグリーンシートを得た。

得られたセラミックグリーンシートに、ビアホールを形成した後、内部導体形成用の導電性ペースト(Ａｇペースト)を印刷して、厚み１４μｍの内部導体パターン（コイル用導体パターン）を形成することにより、内部電極パターンを備えたセラミックグリーンシートを作製した。

次に、この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を複数枚積層して圧着した後、内部電極パターンを形成していない外層領域用のセラミックグリーンシートを積層した後、１０００ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で圧着し、所定のサイズにカットし、未焼成のセラミック積層体を得た。なお、このセラミック積層体は、各コイルパターンがビアホールにより接続された積層型のコイルを備えており、コイルのターン数は８．５ターンである。

それから、このセラミック積層体を、異なる温度条件下で焼成することにより、焼結状態（セラミックの焼結密度）の異なる複数のセラミック焼結体（第２セラミック焼結体）（例えば、焼成後の寸法が、長さ０．６ｍｍ、幅０．３ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの積層セラミックチップ）を得た。なお、この第２セラミック焼結体は開気孔の割合が吸水率換算で０．１重量％以上のものである。

なお、図１は、上述のようにして作製したセラミック焼結体（第２セラミック焼結体）の構成を模式的に示す側面断面図、図２は分解斜視図である。

図１，図２に示すように、セラミック焼結体（第２セラミック焼結体）３は、磁性体セラミック層１を介して配設され、ビアホール６を介して層間接続された複数の内部導体２と、内部導体２の配設されていない外層１ａとを備え、内部に螺旋状コイル４を備えた構造を有している。

［１−２］内部導体を備えていないセラミック焼結体（第１セラミック焼結体）の作製
上記の内部導体を含む第２セラミック焼結体を作製するのに用いたものと同じセラミックグリーンシートであって、内部導体パターンを備えていないセラミックグリーンシートを用いたこと以外は、上記［１−１］の場合と同じ条件で、セラミックのみからなり、開気孔の割合が吸水率換算で０．１重量％以上の、焼結状態（セラミックの焼結密度）の異なる複数のセラミック焼結体（第１セラミック焼結体））（例えば、焼成後の寸法が、長さ２ｍｍ、幅２ｍｍ、厚さ１ｍｍになるような積層セラミックチップ）を作製した。
なお、この第２セラミック焼結体における非セラミック部材（内部導体）の割合は３０体積％以下である。

［２］セラミック焼結体（第２セラミック焼結体）の比表面積の測定
上記［１−１］で作製した、内部導体を含み、開気孔の割合が吸水率換算で０．１重量％以上であり、焼結状態の異なる複数の第２セラミック焼結体（内部に螺旋状コイルを有する積層セラミックチップ）について、比表面積を測定した。

なお、比表面積を測定するにあたっては、全自動ＢＥＴ比表面積測定装置マックソーブ（ＨＭ Ｍｏｄｅｌ−１２０１：マウンテック社製）を使用して、以下の手順でＢＥＴ法による比表面積（ＳＳＡ）の測定を行った。
(１)全自動ＢＥＴ比表面積測定装置のセル重量の測定
(２)セルへのサンプルのセットおよびセルの全自動ＢＥＴ比表面積測定装置へのセット
(３)全自動ＢＥＴ比表面積測定装置の条件のセット
(４)全自動ＢＥＴ比表面積測定装置による以下の工程に沿った自動測定
(ａ)４００℃での脱気
(ｂ)冷却
(ｃ)液体窒素冷却および窒素吸着
(ｄ)常温までの昇温および窒素脱離
(５)セル＋サンプルの重量の測定

［３］内部導体を備えていないセラミック焼結体（第１セラミック焼結体）の焼結密度の測定
上記［１−２］で作製した、内部導体（非セラミック部材）を備えていない第１セラミック焼結体について、アルキメデス法により、以下の工程を実施し、乾燥重量、水中重量、および気泡の含有割合から、セラミック焼結体の焼結密度を求めた。
(１)乾燥重量の測定
(２)純水中での煮沸
(３)常温まで冷却
(４)水中重量測定
(５)飽水重量測定

［４］関係線の作成
上記［２］で測定した、内部に螺旋状コイルを有するセラミック焼結体（積層セラミックチップ）の比表面積のデータと、上記［３］で求めた内部導体を備えていないセラミック焼結体の焼結密度の関係から、両者の関係を表す関係線を作成した。

表１に、上記［１−１］で作製した内部に螺旋状コイルを有する第２セラミック焼結体の比表面積と、上記［１−２］で作製した内部導体を備えていない第１セラミック焼結体の焼結密度を示す。

また、図４に、上述のようにして作成した、第１セラミック焼結体の焼結密度と第２セラミック焼結体の比表面積の関係をあらわす関係線を示す。

図４に示すように、得られた関係線は直線となり、同条件で焼成した、内部導体を備えていない第１セラミック焼結体の焼結密度と、内部に螺旋状コイルを有する第２セラミック焼結体（積層セラミックチップ）の比表面積（ＳＳＡ）の間には比例関係があることがわかる。

［５］焼成工程における管理条件の確認
次に、上記［１−１］で作製した、内部に螺旋状コイルを有する第２セラミック焼結体（積層セラミックチップ）の両端部に、外部電極形成用の導電ペーストを塗布して乾燥させた後、７５０℃で焼き付けることにより外部電極本体を形成した。

それから、この外部電極本体上に下層にＮｉ、上層にＳｎからなる２層のめっき膜を形成することにより、外部電極本体と２層のめっき膜を備えた外部電極を形成した。

図３は、このようにして作製された積層型コイル部品（積層インダクタ）を示す正面断面図である。この積層インダクタ１０は、図１，２に示したセラミック焼結体３の両端部に、螺旋状コイル４の両端部４ａ，４ｂと導通するように一対の外部電極５ａ，５ｂが配設された構造を有している。なお、この積層インダクタ１０は、寸法が、長さ０．６ｍｍ、幅０．３ｍｍｍ、厚み０．３ｍｍのものである。

それから、得られた各積層インダクタ１０のインピーダンス（Ｚ１００ＭＨｚ）を測定した。その結果を表２に示す。なお、表２は上記の表１にさらに、上述のようにして測定したインピーダンス（Ｚ１００ＭＨｚ）の値を加えたものである。

＜好ましい焼結密度範囲の決定＞
表２のデータから、以下のようにして好ましい焼結密度の範囲を決定した。
まず、安定したインピーダンス（表２の条件では２３０Ω〜２６４Ω（Ｚ１００ＭＨｚ））が得られる積層インダクタに対応する、表２の条件２，３，４，５の第２セラミック焼結体のＳＳＡから、それに対応する第１セラミック焼結体の焼結密度をみると、焼結密度の範囲は４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³となる。
そこで、焼結密度が４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³となる範囲を、「セラミックの焼結の度合いを、対応する第１セラミック焼結体の焼結密度に置き換えてみた場合における、特性の良好な積層インダクタを得ることが可能な焼結密度の範囲」とする。

図５は、表２の、第２セラミック焼結体に外部電極を形成してなる積層インダクタのインピーダンス（Ｚ１００ＭＨｚ）の値と、対応する第１セラミック焼結体の焼結密度の関係をプロットした線図を示している。
なお、図５には、焼結密度が４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³の範囲を「好ましい焼結密度の範囲」として示している。

また、図６は、図４の関係線に、焼結密度が４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³の範囲を「好ましい焼結密度の範囲」として表示したものである。

［６］製品用のセラミック焼結体および積層型コイル部品の作製
次に、実際に製品となるセラミック焼結体（管理対象セラミック焼結体）であって、外部電極を形成する前のセラミック焼結体を作製するとともに、それに外部電極を形成することにより製品となる積層型コイル部品（積層インダクタ）を作製した。

なお、上記セラミック焼結体（管理対象セラミック焼結体）および製品となる積層型コイル部品（積層インダクタ）を作製するにあたっては、上記［１−１］で説明した第２セラミック焼結体の場合と同じ方法で、同じセラミック材料、同じ内部導体材料を用いて、同じ条件を適用して管理対象セラミック焼結体を作製し、さらに、これに上記［５］で説明した方法と同じ方法、同じ条件で積層型コイル部品を作製した。

この製品としての積層型コイル部品を構成するセラミック焼結体（管理対象セラミック焼結体）の段階で測定した比表面積（ＳＳＡ）の値と、図４の関係線から求められる、対応する上記第１セラミック焼結体の焼結密度の値の関係（すなわち、図４の関係線から得られる比表面積（ＳＳＡ）の値に対応する焼結密度の関係）を表３に示す。

表３に示すように、ここでは、比表面積（ＳＳＡ）の値が０．４２６ｍ²／ｇで、対応する上記焼結密度の値が４．６５ｇ／ｃｍ²で、特性の良好な積層インダクタを得ることが可能な焼結密度の範囲（４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³の範囲）にあるセラミック焼結体（管理対象セラミック焼結体）とそれに外部電極が形成されてなる積層型コイル部品を得た。

［７］比較用のセラミック焼結体および積層型コイル部品の作製
また、比較のため、［６］で作製した外部電極を形成する前のセラミック焼結体（管理対象セラミック焼結体）および、積層型コイル部品（積層インダクタ）と、焼成条件以外はすべて同じ条件（すなわち、手順、セラミック材料、内部導体材料などをすべて同じとして）、セラミック焼結体および積層型コイル部品を作製した。

すなわち、ここでは焼成条件を調整することにより、比較例として、比表面積（ＳＳＡ）の値が、上述の０．０３ｍ²／ｇで、対応する上記焼結密度の値が５．０ｇ／ｃｍ²と、上述の好ましい範囲（焼結密度が４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³の範囲）から外れたセラミック焼結体（管理対象セラミック焼結体）とそれに外部電極を形成してなる積層型コイル部品を作製した。

［８］特性の測定
上述のようにして作製した、製品となる積層型コイル部品（積層インダクタ）および比較用の積層型コイル部品（積層インダクタ）について、インピーダンス（Ｚ１００ＭＨｚ）を測定した。その結果を表３に併せて示す。

また、図５に、製品となる積層型コイル部品および比較用の積層型コイル部品のインピーダンス（Ｚ１００ＭＨｚ）の値を併せて示す。
さらに、図６に、製品となる積層型コイル部品および比較用の積層型コイル部品となるセラミック焼結体について調べた、比表面積（ＳＳＡ）と焼結密度の関係を併せて示す。

表３に示すように、上記［６］で作製した、比表面積（ＳＳＡ）の値が０．４２６ｍ²／ｇで、対応する上記焼結密度の値が４．６５ｇ／ｃｍ²である、製品となる積層型コイル部品（積層インダクタ）の場合、インピーダンスは、２３９Ω（Ｚ１００ＭＨｚ）と良好であることが確認された。なお、表３には示していないが、焼結密度が４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³の範囲内にある積層インダクタの場合、得られるインピーダンス値が大きいばかりでなく、ばらつきも小さいことが確認されている。

また、表３に示すように、上記［７］で作製した比表面積（ＳＳＡ）の値が０．０３ｍ²／ｇで、対応する上記焼結密度の値が５．０ｇ／ｃｍ²である、比較用の積層型コイル部品（積層インダクタ）の場合、インピーダンスの値は２１５Ω（Ｚ１００ＭＨｚ）と小さいことが確認された。なお、表３には示していないが、焼結密度が４．５４〜４．９２ｇ／ｃｍ³の範囲から外れた積層インダクタの場合、得られるインピーダンス値が小さいばかりでなく、ばらつきも大きいことが確認されている。

なお実施例では、焼結密度の異なるセラミック焼結体を作製するために焼成条件を変更するようにしたが、原料の混合条件、仮焼条件、粉砕条件、積層後の圧着条件などを変更することによって焼結密度の異なるセラミック焼結体を作製してもよい。

また、上記実施例では、セラミック焼結体が積層型コイル部品を構成する積層セラミック素子である場合を例にとって説明したが、本発明を適用して焼結密度を測定することが可能なセラミック焼結体はこれに限られるものではない。本発明は、セラミックＬＣ複合部品、セラミック圧電部品、抵抗素子など、セラミック焼結体を形成する工程を経て製造される種々の積層セラミック電子部品を製造する場合の焼結密度の管理方法として広く適用することが可能である。

また、上記実施例ではセラミック焼結体を構成するセラミックが、Ｆｅ₂Ｏ_3、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＣｕＯを含む原料を焼成することにより形成されるフェライト系セラミックである場合を例にとって説明したが、本発明は、誘電体セラミック、圧電体セラミック、抵抗体セラミックなどの種々のセラミックからなるセラミック焼結体の焼結密度の管理方法として広く適用することが可能である。

本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、 セラミック焼結体が備えているセラミック以外の材料からなる部材（例えば内部導体）の種類や、その配設態様、セラミック焼結体の比表面積を測定するのに用いる分析装置の具体的な種類などに関し、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。

１ 磁性体セラミック層
１ａ 外層
２ 内部導体
３ セラミック焼結体（磁性体セラミック素子）
４ 螺旋状コイル
４ａ，４ｂ 螺旋状コイルの両端部
５ａ，５ｂ 外部電極
６ ビアホール

Claims (4)

1. 焼成工程を経て作製されるセラミック焼結体の焼結密度の管理方法であって、
   (ａ)開気孔を有する第１セラミックのみからなり、焼結密度が所定の範囲で異なる複数の第１セラミック焼結体を作製し、アルキメデス法によりそれぞれの焼結密度を測定する工程と、
   (ｂ)開気孔を有する第２セラミックと、該第２セラミックの内部に配設されたセラミック以外の材料からなる非セラミック部材とを含む第２セラミック焼結体であって、前記第２セラミックは、前記第１セラミックと組成が同じであり、かつ、焼結密度が所定の範囲で異なる前記第１セラミックのそれぞれと同じ焼結密度となるように、前記第１セラミック焼結体の場合と同じ条件で、焼結密度が所定の範囲で異なる複数の第２セラミック焼結体を作製し、ＢＥＴ法によりそれぞれの比表面積を測定する工程と、
   (ｃ)前記(ａ)の工程で測定した第１セラミック焼結体の焼結密度と、前記(ｂ)の工程で測定した第２セラミック焼結体の比表面積の関係を表す関係線を作成する工程と、
   (ｄ)管理すべき所定の焼成条件下で実施される焼成工程を経て作製される、焼結密度を管理すべき対象である管理対象セラミック焼結体であって、前記第２セラミック焼結体を構成する前記第２セラミックと同じ組成のセラミックと、前記第２セラミック焼結体を構成する前記非セラミック部材と同じ材料からなる非セラミック部材とを、前記第２セラミック焼結体と同じ態様で備えた管理対象セラミック焼結体について、その比表面積をＢＥＴ法により測定する工程と、
   (ｅ)前記(ｄ)の工程で測定した、管理対象セラミック焼結体の比表面積の値を前記(ｃ)の工程で作成した関係線に当てはめて、該比表面積の値に対応する前記第１セラミック焼結体の焼結密度の値を求め、該焼結密度の値が所定の範囲に保たれるように、前記管理対象セラミック焼結体の焼結密度に影響を与える条件を調整すること
   を特徴とするセラミック焼結体の焼結密度の管理方法。
2. 前記管理対象セラミック焼結体の焼結密度に影響を与える前記条件が、
   (ａ)焼成温度、焼成時間、および焼成雰囲気の少なくとも１つを含む焼成条件、
   (ｂ)セラミック焼結体を構成するセラミック原料の種類、混合条件、仮焼条件、および粉砕条件の少なくとも１つを含む原料条件、
   (ｃ)セラミックグリーンシートを積層する工程を経て、焼成後にセラミック焼結体となるセラミック積層体を作製する場合における積層後の圧着条件
   からなる群より選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載のセラミック焼結体の焼結密度の管理方法。
3. 前記管理対象セラミック焼結体が、前記非セラミック部材として、内部導体を備えた積層セラミック焼結体であることを特徴とする請求項１または２記載のセラミック焼結体の焼結密度の管理方法。
4. 前記管理対象セラミック焼結体が、前記非セラミック部材として、コイル用内部導体を備えた積層セラミック焼結体であることを特徴とする請求項１または２記載のセラミック焼結体の焼結密度の管理方法。

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