JP2014103422A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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【解決手段】積層セラミックコンデンサ10は、複数の内部電極層13-1〜13-nと複数の誘電体層14-1〜14-mの交互積層物から成る容量部11aと、複数の誘電体層の積層物から成り容量部11aの最下位の内部電極層13-1と接する第1保護部11b1と、複数の誘電体層の積層物から成り容量部11aの最上位の内部電極13-nと接する第2保護部11b2とを有するコンデンサ本体11を備えており、第1保護部11b1と接する最下位の内部電極層13-1が該内部電極層13-1を形成する金属元素を含む酸化物を保有していて絶縁体化されている。
【選択図】図1
Description
・工程1:誘電体層用の複数のスラリー層と内部電極層用の複数のペースト層が所定順序
で積み重ねられた未焼成積層物を作製する工程
・工程2:未焼成積層物を切断してコンデンサ本体に対応する未焼成チップを作製する工
程
・工程3:未焼成チップを焼成(脱バインダ処理を含む)して焼成済みチップを作製する
工程
・工程4:焼成済みチップに外部電極を作製する工程
を順に実施して製造されている(特許文献1を参照)。
・ステップ1:ベースフィルムの上面に誘電体層用のスラリー層が形成された第1の積層
用シートを作製すると共に、該第1の積層用シートのスラリー層の上面に
内部電極層用のペースト層が所定配列で形成された第2の積層用シートを
作製するステップ
・ステップ2:第1の積層用シートのスラリー層を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いたス
ラリー層を積層テーブルの上面に置き、同様に打ち抜いたスラリー層を積
層テーブル上のスラリー層の上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り
返すステップ
・ステップ3:第2の積層用シートのスラリー層を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いたス
ラリー層(上面側に多数のペースト層を包含)を熱圧着済みのスラリー層
の上面に重ねて熱圧着し、同様に打ち抜いたスラリー層(上面側に多数の
ペースト層を包含)を熱圧着済みのペースト層の上面に重ねて熱圧着する
作業を所定回数繰り返すステップ
・ステップ4:第1の積層用シートのスラリー層を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いたス
ラリー層を熱圧着済みのペースト層の上面に重ねて熱圧着し、同様に打ち
抜いたスラリー層を熱圧着済みのスラリー層の上面に重ねて熱圧着する作
業を所定回数繰り返すステップ
・ステップ5:前記熱圧着物に対し最終的な熱圧着を行って未焼成積層物を作製するステ
ップ
を順に実施する方法が最も多用されている。
変形等のダメージを受け易い。このダメージに起因して積層セラミックコンデンサに生じる顕著な現象としては最下位の内部電極層と下から2番目の内部電極層との短絡が挙げられ、このような現象を生じると積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗が劣化してしまう。
〈積層セラミックコンデンサ10の構造〉
先ず、図1(A)及び図1(B)を引用して、本発明の第1実施形態に係る積層セラミックコンデンサ10の構造について説明する。
から奇数番目の内部電極層13-1……13-(n-1)の左端縁は左側の外部電極12に電気的に接続され、且つ、下から偶数番目の内部電極層13-2……13-nの右端縁は右側の外部電極12に電気的に接続されている。つまり、各内部電極層13-1〜13-nの積層方向で対向しない部分は引出部分13aとして用いられているため、該引出部分13aは静電容量形成に実質的に寄与していない。因みに、各外部電極12は、図示を省略したが、ニッケル、銅、銀又はこれらの合金等から成る下地層と、該下地層の表面にスズ、スズ−銀合金等から成る表面層を形成した2層構造、或いは、これら下地層と表面層の間にニッケル、銅、パラジウム等から成る中間層を介装した3層構造を有している。
次に、図2(A)〜図2(D)、並びに、図3(A)〜図3(H)を引用して、前記積層セラミックコンデンサ10、具体的には、容量部11aを構成する複数の内部電極層13-1〜13-nがニッケルから形成され、容量部11aを構成する複数の誘電体層14-1〜14-mと第1保護部11b1を構成する複数の誘電体層と第2保護部11b2を構成する複数の誘電体層がチタン酸バリウムから形成され、最下位の内部電極層13-1が「ニッケ
ルを含む酸化物」と「ニッケルとマグネシウムを含む酸化物」を保有していて絶縁体化されている積層セラミックコンデンサ10の製造方法について説明する。
続いて、図2(A)に示したように、ポリエチレンテレフタレート等から成るベースフィルムBFの上面にドクターブレードやスリットダイ等を用いた塗工機によって前記第1のセラミックスラリーを塗布し、該塗布物を乾燥させて、ベースフィルムBF上に所定厚さの第1のスラリー層SL1が形成された第1の積層用シートを作製する。
続いて、図3(A)及び図3(B)に示したように、図2(A)に示した第1の積層用シートの第1のスラリー層SL1を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第1のスラリー層SL1を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第1のスラリー層SL1を
積層テーブルLTの平坦な上面に置く。そして、同様に打ち抜いた第1のスラリー層SL1を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第1のスラリー層SL1を積層テーブルLT上の第1のスラリー層SL1の上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。
続いて、図3(C)及び図3(D)に示したように、図2(C)に示した第3の積層用シートの第1のスラリー層SL1を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第1のスラリー層SL1(多数のペースト層PLを包含)のペースト層PL側を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第1のスラリー層SL1を熱圧着済みの第1のスラリー層SL1の上面に重ねて熱圧着する作業を1回行う。そして、図3(E)及び図3(F)に示したように、図2(D)に示した第4の積層用シートの第2のスラリー層SL2を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第2のスラリー層SL2(多数のペースト層PLを包含)のペースト層PL側を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を熱圧着済みのペースト層PLの上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。
続いて、図3(G)及び図3(H)に示したように、図2(B)に示した第2の積層用シートの第2のスラリー層SL2を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第2のスラリー層SL2を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を熱圧着済みのペースト層PLの上面に重ねて熱圧着する。そして、同様に打ち抜いた第2のスラリー層SL2を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を熱圧着済みの第2のスラリー層SL2の上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。
続いて、前記熱圧着物に対し、熱間静水圧プレス機等のプレス機よって最終的な熱圧着を行って、未焼成積層物を作製する。因みに、この最終的な熱圧着の条件は例えば水温70℃で圧力2000kg/cm2である。
続いて、未焼成積層物を、ダイシング装置等の切断機によって格子状に切断し、図1(A)及び図1(B)に示したコンデンサ本体11に対応する未焼成チップを作製する。
続いて、多数の未焼成チップを焼成炉に投入し、Ni−NiOの平衡酸素分圧以下の酸素分圧の雰囲気において、ピーク温度が約1200℃の焼成温度プロファイルに従って焼成(脱バインダ処理を含む)を行う。
化物」を保有したものとなり、これにより該最下位のペースト層PLの焼結物は絶縁体化されて電極としての機能を失う。
続いて、焼成済みチップの長さ方向両端部に、ディップ塗布機やローラ塗布機等の塗布機によって前記電極ペーストと同等の電極ペーストを塗布し、該塗布物に焼付け処理を施して、図1(A)及び図1(B)に示した外部電極12の下地層を形成する。そして、下地層の表面に、電解メッキ等のメッキ法によって表面層を形成して、2層構造の外部電極12を作製する。或いは、下地層の表面に、電解メッキ等のメッキ法によって中間層と表面層を順に形成して、3層構造の外部電極12を作製する。
次に、図1(A)及び図1(B)を引用して、前記積層セラミックコンデンサ10によって得られる効果、並びに、該効果の検証結果について説明する。
平均値は比較品の静電容量平均値の99.7%であった。
図4は前記積層セラミックコンデンサ10の変形例を示すもので、同図に示した積層セラミックコンデンサ10’は、前記〈積層セラミックコンデンサ10の製造方法〉の[未焼成積層物作製工程のステップ2]を、「続いて、図2(B)に示した第2の積層用シートの第2のスラリー層SL2を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第2のスラリー層SL2を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を積層テーブルLTの平坦な上面に置く。そして、同様に打ち抜いた第2のスラリー層SL2を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を積層テーブルLT上の第2のスラリー層SL2の上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。」に変えて製造されたものである。
〈積層セラミックコンデンサ20の構造〉
先ず、図5(A)及び図5(B)を引用して、本発明の第2実施形態に係る積層セラミックコンデンサ20の構造について説明する。
次に、図6(A)〜図6(F)を引用し、且つ、図2(A)、図2(B)及び図2(D)を適宜流用して、前記積層セラミックコンデンサ20、具体的には、容量部21aを構
成する複数の内部電極層23-1〜23-nがニッケルから形成され、容量部21aを構成する複数の誘電体層24-1〜24-mと第1保護部21b1を構成する複数の誘電体層と第2保護部21b2を構成する複数の誘電体層がチタン酸バリウムから形成され、最上位の内部電極層23-nが「ニッケルを含む酸化物」と「ニッケルとマグネシウムを含む酸化物」を保有していて絶縁体化されている積層セラミックコンデンサ20の製造方法について説明する。
続いて、ポリエチレンテレフタレート等から成るベースフィルムBFの上面にドクターブレードやスリットダイ等を用いた塗工機によって前記第1のセラミックスラリーを塗布し、該塗布物を乾燥させて、ベースフィルムBF上に所定厚さの第1のスラリー層SL1が形成された第1の積層用シートを作製する(図2(A)を参照)。
続いて、図6(A)及び図6(B)に示したように、図2(B)に示した第2の積層用シートの第2のスラリー層SL2を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第2のスラリー層SL2を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を積層テーブルLTの平坦な上面に置く。そして、同様に打ち抜いた第2のスラリー層SL2を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を積層テーブルLT上の第2のスラリー層SL2の上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。
続いて、図6(C)及び図6(D)に示したように、図2(D)に示した第4の積層用シートの第2のスラリー層SL2を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第2のスラリー層SL2(多数のペースト層PLを包含)のペースト層PL側を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を熱圧着済みの第2のスラリー層SL2の上面に重ねて熱圧着する。そして、同様に打ち抜いた第2のスラリー層SL2(多数のペースト層PLを包含)のペースト層PL側を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を熱圧着済みのペースト層PLの上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。
続いて、図6(E)及び図6(F)に示したように、図2(A)に示した第1の積層用シートの第1のスラリー層SL1を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第1のスラリー層SL1を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第1のスラリー層SL1を熱圧着済みのペースト層PLの上面に重ねて熱圧着する。そして、同様に打ち抜いた第1のスラリー層SL1を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第1のスラリー層SL1を熱圧着済みの第1のスラリー層SL1の上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。
続いて、前記熱圧着物に対し、熱間静水圧プレス機等のプレス機よって最終的な熱圧着を行って、未焼成積層物を作製する。因みに、この最終的な熱圧着の条件は例えば水温70℃で圧力2000kg/cm2である。
続いて、未焼成積層物を、ダイシング装置等の切断機によって格子状に切断し、図5(A)及び図5(B)に示したコンデンサ本体21に対応する未焼成チップを作製する。
続いて、多数の未焼成チップを焼成炉に投入し、Ni−NiOの平衡酸素分圧以下の酸素分圧の雰囲気において、ピーク温度が約1200℃の焼成温度プロファイルに従って焼成(脱バインダ処理を含む)を行う。
続いて、焼成済みチップの長さ方向両端部に、ディップ塗布機やローラ塗布機等の塗布機によって前記電極ペーストと同等の電極ペーストを塗布し、該塗布物に焼付け処理を施して、図5(A)及び図5(B)に示した外部電極22の下地層を形成する。そして、下地層の表面に、電解メッキ等のメッキ法によって表面層を形成して、2層構造の外部電極22を作製する。或いは、下地層の表面に、電解メッキ等のメッキ法によって中間層と表面層を順に形成して、3層構造の外部電極22を作製する。
次に、図5(A)及び図5(B)を引用して、前記積層セラミックコンデンサ20によって得られる効果、並びに、該効果の検証結果について説明する。
も該内部電極層23-nを形成する金属元素を含む酸化物を保有していて絶縁体化されているため、製造時の未焼成積層物作製工程で順次積み重ね方式を採用した結果として、積層セラミックコンデンサ20の最上位の内部電極層23-nと該内部電極層23-nの上面に接する誘電体層(第2保護部21b2を構成する複数の誘電体層のうちの最下位の誘電体層)との結合力が低下する現象を生じるような場合でも、最上位の内部電極層23-nが保有している酸化物によって該結合力低下を補うことができることから積層セラミックコンデンサ20にデラミネーションが発生することは無い。
図7は前記積層セラミックコンデンサ20の変形例を示すもので、同図に示した積層セラミックコンデンサ20’は、前記〈積層セラミックコンデンサ20の製造方法〉の[未焼成積層物作製工程のステップ4]を、「続いて、図2(A)に示した第1の積層用シートの第1のスラリー層SL1を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第1のスラリー層SL1を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第1のスラリー層SL1を熱圧着済みのペースト層PLの上面に重ねて熱圧着する作業を1回行う。そして、図2(B)に示した第2の積層用シートの第2のスラリー層SL2を所定サイズで打ち抜き、打ち抜いた第2のスラリー層SL2を吸着ヘッドAHの平坦な下面に吸い付けて搬送し、該第2のスラリー層SL2を熱圧着済みの第1のスラリー層SL1の上面に重ねて熱圧着する作業を所定回数繰り返す。」に変えて製造されたものである。
Claims (4)
- 複数の内部電極層と複数の誘電体層の交互積層物から成る容量部と、複数の誘電体層の積層物から成り前記容量部の積層方向一側の内部電極層と接する第1保護部と、複数の誘電体層の積層物から成り前記容量部の積層方向他側の内部電極と接する第2保護部とを有するコンデンサ本体を備えた積層セラミックコンデンサであって、
前記第1保護部と接する前記容量部の積層方向一側の内部電極層と前記第2保護部と接する前記容量部の積層方向他側の内部電極層の一方が、少なくとも該内部電極層を形成する金属元素を含む酸化物を保有していて絶縁体化されている、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記酸化物は、前記内部電極層を形成する金属元素を含む酸化物に加えて、前記内部電極層を形成する金属元素と該金属元素よりも標準酸化還元電位が低い金属元素を含む酸化物を含んでいる、
ことを特徴とする請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記内部電極層を形成する金属元素は、ニッケルである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記内部電極層を形成する金属元素は、ニッケルであり、
前記内部電極層を形成する金属元素よりも標準酸化還元電位が低い金属元素は、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、クロム、コバルトのグループから選択された少なくとも1つである、
ことを特徴とする請求項2に記載の積層セラミックコンデンサ。
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