JP2016004885A - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、複数のセラミック層と複数の内部電極とが交互に積層されてなるセラミック素体と、セラミック素体の両端面に露出される内部電極の露出部と電気的に接続されている外部電極とを備えるセラミック電子部品の製造方法である。このセラミック電子部品の製造方法は、セラミック層と内部電極とを有する生のセラミック素体を得る工程と、生のセラミック素体の稜線部(角部を含む)を研磨する工程とを備える。生のセラミック素体の稜線部を研磨する工程では、溶媒と、セラミック素体の添加成分との混合物の入ったバレル内で、生のセラミック素体を、バレルを回転させることにより研磨する湿式バレル研磨を行う。
【選択図】図1
Description
また、この発明にかかるセラミック電子部品の製造方法は、セラミック素体の添加成分が、BaおよびMgであることが好ましい。
さらに、この発明にかかるセラミック電子部品の製造方法は、生のセラミック素体の稜線分を研磨する工程が、湿式バレル研磨後の生のセラミック素体を乾燥する乾燥工程をさらに備えることが好ましい。
また、この発明にかかるセラミック電子部品の製造方法は、35℃以下の環境下で乾燥を行うことが好ましい。
さらに、この発明にかかるセラミック電子部品の製造方法は、吸引乾燥を行うことが好ましい。
また、この発明にかかるセラミック電子部品の製造方法では、湿式バレル研磨法により研磨を行う際、溶媒に誘電体(セラミック素体)の添加成分である、たとえば、BaおよびMgを事前に溶解させておく(すなわち、飽和状態を作っておく)ことで、湿式バレル研磨法による研磨中における添加成分の溶出を抑制することができ、セラミック誘電体のモル比(Ba/Ti)を維持することができるため、過焼結を防止し、その結果、セラミック電子部品の絶縁抵抗の低下などの電気的特性の変化を防止することができる。
さらに、生のセラミック素体を研磨する工程において、洗浄後の生のセラミック素体を乾燥する乾燥工程を備え、その乾燥工程では、35℃以下の温度の環境下で吸引乾燥を行うことで、セラミック素体を形成するために製造されるセラミックグリーンシートに含まれる可塑剤の作用によって低下した、該セラミックグリーンシートに含まれるバインダのガラス転移点以下の温度で乾燥させることから、該バインダの流動を抑制することができるため、生のセラミック素体同士のくっつき不良を抑制することができる。
本発明が適用されるセラミック電子部品の一例について説明する。図1は、この発明が適用されるセラミック電子部品の一例を示す外観斜視図を示し、図2は、この発明が適用されるセラミック電子部品の一例を示す側面図である。図3は、図1のA−A線における断面を示す断面図解図である。このセラミック電子部品は、積層セラミックコンデンサを例として示す。
続いて、以上の構成からなるセラミック電子部品の製造方法の一実施の形態について、セラミック電子部品1を例にして説明する。
焼成後のセラミック素体10の第1端面20aおよび第2端面20bに外部電極用導電性ペーストが塗布され、焼き付けることで、第1および第2の外部電極12a,12bの下地層30a,30bが形成される。焼き付け温度は、700℃以上900℃以下であることが好ましい。また、必要に応じて、下地層30a,30bの表面に1層以上のめっき層32a,32bが形成される。
焼成後のセラミック素体10の第1端面20aおよび第2端面20bにめっき処理を施し、第1および第2の内部電極24a,24bの露出部28a,28bの上に下地層30a,30bを形成する。めっき処理を行うにあたっては、電解めっき、無電解めっきのどちらを採用してもよいが、無電解めっきは、めっき析出速度を向上させるために、触媒などによる前処理が必要となり、工程が複雑化するというデメリットがある。したがって、通常は、電解めっきを採用することが好ましい。めっき工法としては、バレルめっきを用いることが好ましい。また、必要に応じて、めっき処理により下地層30a,30bを形成した後に、熱処理を施すことで、第1および第2の内部電極24a,24bと下地層30a,30bとの接合部を合金化し、接合強度を高める施策を導入してもよい。この場合、熱処理の温度は、たとえば、750℃以上1000℃以下であることが好ましい。さらに、必要に応じて、下地層30a,30bの表面に1層以上のめっき層32a,32bが形成される。
実験例では、上述の方法によりセラミック電子部品1を作製し、熱塑性変形の有無の確認、HALT(Highly Accelerated Life Test)による信頼性試験の変化(IR劣化)の確認、およびくっつき不良の確認を行った。
実施例1では、上述の実施の形態にかかるセラミック電子部品の製造方法で、図1に示すセラミック電子部品1である積層セラミックコンデンサを製造した。生のセラミック素体の湿式バレル研磨法による研磨の条件は、以下のとおりとした。すなわち、バレルの条件は、水300ccに誘電体(セラミック素体)の添加成分としてMgを1cc、Baを70cc添加したものをバレル内に注入した。そして、バレル内に100000個の生のセラミック素体を投入し、バレル研磨による研磨時間を60分間とし、回転数を180rpmで回転させることにより研磨を行った。
その後、バレル研磨後の生のセラミック素体を洗浄し、乾燥工程において乾燥を行った。乾燥工程では、25℃に保たれた環境下に洗浄後の生のセラミック素体を投入し、吸引乾燥させ、20℃まで温度を低下させながら20分間乾燥を行った。
その後、バレル研磨後の生のセラミック素体を洗浄し、乾燥工程において乾燥を行った。乾燥工程では、30℃に保たれた環境下に洗浄後の生のセラミック素体を投入し、吸引乾燥させ、25℃まで温度を低下させながら20分間乾燥を行った。
その後、バレル研磨後の生のセラミック素体を洗浄し、乾燥工程において乾燥を行った。乾燥工程では、35℃に保たれた環境下に洗浄後の生のセラミック素体を投入し、吸引乾燥させ、20℃まで温度を低下させながら20分間乾燥を行った。
比較例1では、実施例と同様に、生のセラミック素体について、従来の湿式バレル研磨法を用いて研磨したが、研磨に用いる水には誘電体の添加成分としてMgおよびBaを添加しなかった。また、バレルの条件は、MgおよびBaを添加しないこと以外は、実施例と同じ条件とした。また、製造されたセラミック電子部品の外部電極も実施例と同じ構造に形成した。
上記で得られた実施例1ないし実施例3、ならびに比較例1および比較例2の各試料にかかる積層セラミックコンデンサをL方向に沿って、1/2Wの位置まで断面研磨を行い、片側のセラミック素体10の端部において、端面に沿った垂線を基準として、セラミック素体10の端面の一番飛び出ている部分からセラミック素体10の端面の一番凹んでいる部分までのL方向に沿った距離をマイクロスコープ(倍率×1000倍)で測定した。その際、その距離が3μm以上のものを熱塑性変形したものとしてカウントした。熱塑性変形の確認は、実施例1ないし実施例3、ならびに比較例1および比較例2において、それぞれ100個ずつ準備して行った。
上記で得られた実施例1ないし実施例3、ならびに比較例1および比較例2の各試料にかかる積層セラミックコンデンサについて、150℃の温度にて、8Vの電圧を印加するHALT(超加速ライフ試験)を行った。この超加速試験において、IR値が10kΩ以下になるまでの時間が10時間を下回るものを信頼性に劣ると評価した。HALTによるIR劣化の確認は、実施例1ないし実施例3、ならびに比較例1および比較例2において、それぞれ18個ずつ準備して行った。
乾燥工程後に得られた実施例1ないし実施例3、ならびに比較例3および比較例4の各試料にかかる生のセラミック素体を、生のセラミック素体1個分が通過する大きさのメッシュを持つ篩に投入し、振動を与えてメッシュを通過しなかった生のセラミック素体をくっつき不良とした。
また、表2は、実施例1ないし実施例3、ならびに比較例3および比較例4のそれぞれの乾燥工程後に得られた生のセラミック素体に対して行った、くっつき不良を確認した結果を示す。
10 セラミック素体
12a 第1の外部電極
12b 第2の外部電極
14a、14b セラミック層
16a 第1主面
16b 第2主面
18a 第1側面
18b 第2側面
20a 第1端面
20b 第2端面
22 稜線部
24a 第1の内部電極
24b 第2の内部電極
26a、26b 対向部
28a、28b 露出部
30a、30b 下地層
32a、32b めっき層
Claims (5)
- 複数のセラミック層と複数の内部電極とが交互に積層されてなるセラミック素体と、
前記セラミック素体の両端面に露出される前記内部電極の露出部と電気的に接続されている外部電極と、
を備えるセラミック電子部品の製造方法において、
前記セラミック層と前記内部電極とを有する生のセラミック素体を得る工程と、
前記生のセラミック素体の稜線部を研磨する工程と、
を備え、
前記生のセラミック素体の稜線部を研磨する工程は、溶媒と、前記セラミック素体の添加成分との混合物の入ったバレル内で、前記生のセラミック素体を、バレルを回転させることにより研磨する湿式バレル研磨を行うことを特徴とする、セラミック電子部品の製造方法。 - 前記セラミック素体の添加成分は、BaおよびMgであることを特徴とする、請求項1に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 前記生のセラミック素体の稜線部を研磨する工程は、湿式バレル研磨後の前記生のセラミック素体を乾燥する乾燥工程をさらに備えることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 前記乾燥工程は、35℃以下の環境下で乾燥を行うことを特徴とする、請求項3に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 前記乾燥工程は、吸引乾燥を行うことを特徴とする、請求項3または請求項4に記載のセラミック電子部品の製造方法。
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