JP2020068226A - 積層セラミック電子部品、及び、積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品本体の積層方向を容易に識別することができる積層セラミック電子部品を提供すること。【解決手段】本発明の積層セラミック電子部品は、部品本体と、上記部品本体の第1の端面に設けられた第1の外部電極と、上記部品本体の第2の端面に設けられた第2の外部電極とを備える。上記部品本体の、第1の側面の表面粗さRaS1と第2の側面の表面粗さRaS2との差の絶対値|RaS1−RaS2|は、第1の主面の表面粗さRaM1と第2の主面の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|よりも小さい。【選択図】図6
Description
本発明は、積層セラミック電子部品、及び、積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
積層セラミック電子部品の一例として、積層セラミックコンデンサが挙げられる。積層セラミックコンデンサを製造するためには、例えば、内部電極が形成されたセラミックグリーンシートを積層し、得られた未焼成の部品本体を焼成した後、焼結した部品本体の相対向する端面に外部電極を形成する。これによって、両側の端面に引き出された内部電極が外部電極と電気的に接続された積層セラミックコンデンサが得られる。
このような積層セラミックコンデンサに電圧を印加すると、電歪効果及び逆圧電効果により、印加された電圧の大きさに応じた歪みが部品本体に発生する。それに伴い、部品本体が、積層方向への膨張、積層方向と直交する面方向への収縮を繰り返す。
近年、積層セラミックコンデンサの小型化の進展に伴い、誘電体に印加される電界強度が高くなったため、部品本体の歪みの度合いも大きくなっている。
積層セラミックコンデンサが基板に実装されている場合、積層セラミックコンデンサに電圧が印加されると、部品本体に発生した歪みが、積層セラミックコンデンサに固着されている基板を振動させる。
ここで、基板が可聴域である20Hz以上20kHz以下の周波数で振動した場合には、可聴音として人間の耳に認識される。この現象は「鳴き(acoustic noise)」とも言われ、電子機器の静寂化に伴い、ノートパソコン、携帯電話などで問題となっている。
このような「鳴き」を低減するために、様々な提案がなされている。例えば、特許文献1には、基板との共振を抑えるために、積層セラミックコンデンサを実装する方向を変え、部品本体の積層方向が基板の主面に沿うように積層セラミックコンデンサを基板に実装することが提案されている。
上述した「鳴き」を低減する目的に限らず、積層セラミックコンデンサにおいては、部品本体の積層方向を識別したいという要望がある。しかしながら、例えば、積層セラミックコンデンサが正四角柱状であるような場合には、外観により部品本体の積層方向を識別することは困難である。
なお、上記の問題は、積層セラミックコンデンサに限らず、積層セラミックコンデンサ以外の積層セラミック電子部品に共通する問題である。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、部品本体の積層方向を容易に識別することができる積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。本発明はまた、上記積層セラミック電子部品を製造する方法を提供することを目的とする。
本発明の積層セラミック電子部品は、積層方向に積層された複数のセラミック層と複数対の第1の内部電極及び第2の内部電極とを含み、上記積層方向において相対する第1の主面及び第2の主面と、上記積層方向に直交する幅方向において相対する第1の側面及び第2の側面と、上記積層方向及び上記幅方向に直交する長さ方向において相対する第1の端面及び第2の端面とを有する部品本体と、上記部品本体の上記第1の端面に設けられ、上記第1の端面において上記第1の内部電極に接続されている第1の外部電極と、上記部品本体の上記第2の端面に設けられ、上記第2の端面において上記第2の内部電極に接続されている第2の外部電極とを備える。上記部品本体の、上記第1の側面の表面粗さRaS1と上記第2の側面の表面粗さRaS2との差の絶対値|RaS1−RaS2|は、上記第1の主面の表面粗さRaM1と上記第2の主面の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|よりも小さい。
本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、第1の態様において、積層方向に積層された複数のセラミックグリーンシートと、上記セラミックグリーンシート間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された内部電極パターンとを含む、マザーブロックを作製する工程と、上記マザーブロックを互いに直交する第1方向の切断線及び第2方向の切断線に沿って切断することによって、未焼成の状態にある複数のセラミック層と複数対の第1の内部電極及び第2の内部電極とをもって構成された積層構造を有し、かつ上記第1方向の切断線に沿う切断によって現れた切断側面に上記第1の内部電極及び上記第2の内部電極が露出した、複数のグリーンチップを得る工程と、上記切断側面に未焼成のセラミック保護層を形成することによって、未焼成の部品本体を得る工程と、上記未焼成の部品本体の、上記積層方向において相対する主面のうち、少なくとも一方の主面に対して研削処理を行う工程と、上記未焼成の部品本体を焼成する工程と、を備える。
本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、第2の態様において、積層方向に積層された複数のセラミックグリーンシートと、上記セラミックグリーンシート間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された内部電極パターンとを含む、マザーブロックを作製する工程と、上記マザーブロックを第1方向の切断線に沿って切断することによって、未焼成の状態にある複数のセラミック層と複数対の第1の内部電極及び第2の内部電極とをもって構成された積層構造を有し、かつ上記第1方向の切断線に沿う切断によって現れた切断側面に上記第1の内部電極及び第2の内部電極が露出した、複数の棒状のグリーンブロック体を得る工程と、上記切断側面に未焼成のセラミック保護層を形成する工程と、上記未焼成のセラミック保護層が形成された上記棒状のグリーンブロック体を、上記第1方向に直交する第2方向の切断線に沿って切断することによって、複数の未焼成の部品本体を得る工程と、上記未焼成の部品本体の、上記積層方向において相対する主面のうち、少なくとも一方の主面に対して研削処理を行う工程と、上記未焼成の部品本体を焼成する工程と、を備える。
本発明によれば、部品本体の積層方向を容易に識別することができる積層セラミック電子部品を提供することができる。
以下、本発明の積層セラミック電子部品、及び、積層セラミック電子部品の製造方法について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
本発明の積層セラミック電子部品の一実施形態として、積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。なお、本発明は、積層セラミックコンデンサ以外の積層セラミック電子部品にも適用することができる。このような積層セラミック電子部品としては、例えば、インダクタ、圧電素子、サーミスタ等が挙げられる。
[積層セラミックコンデンサ]
本発明の積層セラミックコンデンサの一例として、後述する[積層セラミックコンデンサの製造方法]によって得られる積層セラミックコンデンサについて説明する。
本発明の積層セラミックコンデンサの一例として、後述する[積層セラミックコンデンサの製造方法]によって得られる積層セラミックコンデンサについて説明する。
図1は、本発明の積層セラミックコンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す積層セラミックコンデンサを構成する部品本体の一例を模式的に示す斜視図である。図3は、図1に示す積層セラミックコンデンサのA−A線断面図である。図4は、図1に示す積層セラミックコンデンサのB−B線断面図である。
本明細書においては、積層セラミックコンデンサ及び部品本体の積層方向、幅方向、長さ方向を、図1に示す積層セラミックコンデンサ1及び図2に示す部品本体10において、それぞれ矢印T、W、Lで定める方向とする。ここで、積層(T)方向と幅(W)方向と長さ(L)方向とは互いに直交する。積層(T)方向は、複数のセラミック層20と複数対の第1の内部電極21及び第2の内部電極22とが積み上げられていく方向である。
図1に示す積層セラミックコンデンサ1は、部品本体10を備えている。図2に示すように、部品本体10は、直方体状又は略直方体状をなしており、積層(T)方向に相対する第1の主面11及び第2の主面12と、積層(T)方向に直交する幅(W)方向に相対する第1の側面13及び第2の側面14と、積層(T)方向及び幅(W)方向に直交する長さ(L)方向に相対する第1の端面15及び第2の端面16とを有している。
部品本体10は、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。角部は、部品本体の3面が交わる部分であり、稜線部は、部品本体の2面が交わる部分である。
本明細書においては、第1の端面15及び第2の端面16に直交し、かつ、積層(T)方向に平行な積層セラミックコンデンサ1又は部品本体10の断面を、長さ(L)方向及び積層(T)方向の断面であるLT断面という。また、第1の側面13及び第2の側面14に直交し、かつ、積層(T)方向に平行な積層セラミックコンデンサ1又は部品本体10の断面を、幅(W)方向及び積層(T)方向の断面であるWT断面という。また、第1の側面13、第2の側面14、第1の端面15及び第2の端面16に直交し、かつ、積層(T)方向に直交する積層セラミックコンデンサ1又は部品本体10の断面を、長さ(L)方向及び幅(W)方向の断面であるLW断面という。したがって、図3は、積層セラミックコンデンサ1のLT断面であり、図4は、積層セラミックコンデンサ1のWT断面である。
図5は、図2に示す部品本体を作製するために準備されるグリーンチップの一例を模式的に示す斜視図である。
後述するように、図2に示す部品本体10は、図5に示すグリーンチップ110の互いに対向する1対の側面(以下、切断側面ともいう)113及び114上に、未焼成のセラミック保護層31及び32(図2参照)をそれぞれ形成したものを焼成することにより得られる。以後の説明において、焼成後の部品本体10におけるグリーンチップ110に由来する部分を積層部30と呼ぶことにする。
後述するように、図2に示す部品本体10は、図5に示すグリーンチップ110の互いに対向する1対の側面(以下、切断側面ともいう)113及び114上に、未焼成のセラミック保護層31及び32(図2参照)をそれぞれ形成したものを焼成することにより得られる。以後の説明において、焼成後の部品本体10におけるグリーンチップ110に由来する部分を積層部30と呼ぶことにする。
図2、図3及び図4に示すように、部品本体10における積層部30は、第1の主面11及び第2の主面12の方向に延びかつ第1の主面11及び第2の主面12に直交する方向に積層された複数のセラミック層20と、セラミック層20間の界面に沿って形成された複数対の第1の内部電極21及び第2の内部電極22とをもって構成された積層構造を有している。部品本体10は、その第1の側面13及び第2の側面14をそれぞれ与えるように積層部30の切断側面113及び114(図5参照)上に配置される1対のセラミック保護層31及び32を有している。セラミック保護層31及び32の厚みは、互いに同じであることが好ましい。
なお、図1、図2及び図4においては、説明の便宜のために、積層部30とセラミック保護層31及び32の各々との境界が明瞭に図示されているが、このような境界は明瞭に現れなくてもよい。
図2、図3、図4及び図5に示すように、第1の内部電極21と第2の内部電極22とは、セラミック層20を介して互いに対向する。第1の内部電極21と第2の内部電極22とが対向することによって、電気的特性が発現する。すなわち、図1に示す積層セラミックコンデンサ1においては、静電容量が形成される。
第1の内部電極21は、部品本体10の第1の端面15に露出する露出端を持ち、第2の内部電極22は、部品本体10の第2の端面16に露出する露出端を持っている。一方、上述したセラミック保護層31及び32が配置されているため、第1の内部電極21及び第2の内部電極22は、部品本体10の第1の側面13及び第2の側面14には露出しない。
図1及び図3に示すように、積層セラミックコンデンサ1は、さらに、第1の内部電極21の各々の露出端に電気的に接続されるように、部品本体10の少なくとも第1の端面15に形成された第1の外部電極41、及び、第2の内部電極22の各々の露出端にそれぞれ電気的に接続されるように、部品本体10の少なくとも第2の端面16上に形成された第2の外部電極42を備えている。
図1では、第1の外部電極41は、部品本体10の第1の主面11、第2の主面12、第1の側面13及び第2の側面14の各一部にまで回り込んだ部分を有している。同様に、第2の外部電極42は、部品本体10の第1の主面11、第2の主面12、第1の側面13及び第2の側面14の各一部にまで回り込んだ部分を有している。
図1に示す積層セラミックコンデンサ1において、部品本体10の、第1の側面13の表面粗さRaS1と第2の側面14の表面粗さRaS2との差の絶対値|RaS1−RaS2|は、第1の主面11の表面粗さRaM1と第2の主面12の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|よりも小さい。
部品本体の側面における表面粗さの差と主面における表面粗さの差が異なっていると、部品本体の主面及び側面の表面粗さを測定することによって、部品本体の積層方向を容易に識別することができる。したがって、部品本体の方向の選別を必要とする実装工程、マーキング工程などの工程や、部品本体の方向の選別を必要とする検査、分析などにおいて、その方向を把握することができる。
本明細書において、表面粗さとは、JIS B 0601:2001で規定される算術平均粗さRaである。
表面粗さは、非接触式形状測定器(キーエンス製 VK−X200)を使用し、カットオフ値λcを0.8μmとして測定する。
表面粗さは、非接触式形状測定器(キーエンス製 VK−X200)を使用し、カットオフ値λcを0.8μmとして測定する。
後述する[積層セラミックコンデンサの製造方法]により図1に示す積層セラミックコンデンサ1を製造する場合、部品本体10の、第1の側面13の表面粗さRaS1及び第2の側面14の表面粗さRaS2は、いずれも、第1の主面11の表面粗さRaM1よりも小さく、かつ、第2の主面12の表面粗さRaM2よりも小さいことが好ましい。
図6(a)、図6(b)、図6(c)及び図6(d)は、それぞれ、図4におけるa部分、b部分、c部分及びd部分の拡大図である。
図6(a)、図6(b)、図6(c)及び図6(d)では、部品本体10の、第1の側面13の表面粗さが第2の側面14の表面粗さと同程度であるのに対し、第1の主面11の表面粗さが第2の主面12の表面粗さよりも大きくなっている。したがって、第1の側面13の表面粗さRaS1と第2の側面14の表面粗さRaS2との差の絶対値|RaS1−RaS2|は、第1の主面11の表面粗さRaM1と第2の主面12の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|よりも小さくなっている。
図6(a)、図6(b)、図6(c)及び図6(d)では、部品本体10の、第1の側面13の表面粗さが第2の側面14の表面粗さと同程度であるのに対し、第1の主面11の表面粗さが第2の主面12の表面粗さよりも大きくなっている。したがって、第1の側面13の表面粗さRaS1と第2の側面14の表面粗さRaS2との差の絶対値|RaS1−RaS2|は、第1の主面11の表面粗さRaM1と第2の主面12の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|よりも小さくなっている。
また、図6(a)、図6(b)、図6(c)及び図6(d)では、部品本体10の、第1の側面13の表面粗さは、第1の主面11の表面粗さよりも小さく、かつ、第2の主面12の表面粗さよりも小さくなっている。同様に、部品本体10の、第2の側面14の表面粗さは、第1の主面11の表面粗さよりも小さく、かつ、第2の主面12の表面粗さよりも小さくなっている。
部品本体10の主面と側面とで表面粗さが異なっていると、第1の外部電極41及び第2の外部電極42の厚みに違いが生じる場合がある。具体的には、表面粗さが大きい面に形成される外部電極が厚くなりやすい。この場合、部品本体の主面及び側面に形成されている第1の外部電極及び第2の外部電極の厚みを測定することによっても、部品本体の積層方向を識別することができる。
第1の外部電極41が、部品本体10の第1の主面11、第2の主面12、第1の側面13及び第2の側面14の各一部にまで回り込んでいる場合、図6(a)、図6(b)、図6(c)及び図6(d)に示すように、部品本体10の第1の側面13及び第2の側面14に設けられた第1の外部電極41の厚み(図6(a)、図6(b)、図6(c)及び図6(d)中、それぞれt41S1及びt41S2で示される長さ)は、部品本体10の第1の主面11及び第2の主面12に設けられた第1の外部電極41の厚み(図6(a)、図6(b)、図6(c)及び図6(d)中、それぞれt41M1及びt41M2で示される長さ)よりも小さいことが好ましい。
同様に、第2の外部電極42が、部品本体10の第1の主面11、第2の主面12、第1の側面13及び第2の側面14の各一部にまで回り込んでいる場合、部品本体10の第1の側面13及び第2の側面14に設けられた第2の外部電極42の厚みは、部品本体10の第1の主面11及び第2の主面12に設けられた第2の外部電極42の厚みよりも小さいことが好ましい。
部品本体10の各面に設けられた第1の外部電極41の厚みは、対応する面に設けられた第2の外部電極42の厚みと異なっていてもよいが、同程度であることが好ましい。
部品本体10の第1の側面13に設けられた第1の外部電極41の厚みt41S1は、第2の側面14に設けられた第1の外部電極41の厚みt41S2と異なっていてもよいが、同程度であることが好ましい。同様に、部品本体10の第1の側面13に設けられた第2の外部電極42の厚みは、第2の側面14に設けられた第2の外部電極42の厚みと異なっていてもよいが、同程度であることが好ましい。
図4に示すように、部品本体10の積層(T)方向の寸法をTB、部品本体10の幅(W)方向の寸法をWBとしたとき、TB/WBの値は特に限定されないが、0.6以上、1.7以下であることが好ましく、0.7以上、1.3以下であることがより好ましい。
部品本体が正四角柱状に近い形状である場合、外観により積層方向を識別することが困難である。そのような場合であっても、部品本体の主面及び側面の表面粗さを測定することによって、部品本体の積層方向を容易に識別することができる。
部品本体が正四角柱状に近い形状である場合、外観により積層方向を識別することが困難である。そのような場合であっても、部品本体の主面及び側面の表面粗さを測定することによって、部品本体の積層方向を容易に識別することができる。
上述のとおり、本発明は、積層セラミックコンデンサ以外の積層セラミック電子部品にも適用することができる。例えば、積層セラミック電子部品が圧電素子の場合には、PZT系セラミック等の圧電体セラミック、サーミスタの場合には、スピネル系セラミック等の半導体セラミックが用いられる。
積層セラミックコンデンサのセラミック層及びセラミック保護層を構成するセラミック材料としては、例えば、BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3、CaZrO3等を主成分とする誘電体セラミックを用いることができる。
セラミック保護層を構成するセラミック材料は、セラミック層を構成するセラミック材料と少なくとも主成分が同じであることが好ましい。この場合、同じ組成のセラミック材料がセラミック層とセラミック保護層との双方に用いられることが特に好ましい。
内部電極を構成する導電材料としては、例えば、Ni、Cu、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au等の金属材料を用いることができる。
外部電極は、下地層と下地層上に形成されるめっき層とで構成されることが好ましい。下地層を構成する導電材料としては、例えば、Cu、Ni、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au等を用いることができる。下地層は、導電性ペーストを未焼成の部品本体上に塗布して部品本体と同時焼成するコファイア法を適用することによって形成されてもよく、導電性ペーストを焼成後の部品本体上に塗布して焼き付けるポストファイア法を適用することによって形成されてもよい。あるいは、下地層は、直接めっきにより形成されてもよく、熱硬化性樹脂を含む導電性樹脂を硬化させることにより形成されてもよい。
下地層上に形成されるめっき層は、Niめっき、及び、その上のSnめっきの2層構造であることが好ましい。
本発明の積層セラミックコンデンサを基板に実装する場合、部品本体の第1の主面又は第2の主面が実装面であってもよいし、部品本体の第1の側面又は第2の側面が実装面であってもよい。
部品本体の第1の主面又は第2の主面が実装面である場合、部品本体の第1の側面及び第2の側面に設けられた外部電極を薄くできるため、複数の電子部品を近付けて実装することができる。一方、部品本体の第1の側面又は第2の側面が実装面である場合、上述した「鳴き」の問題を低減することができる。
部品本体の第1の主面又は第2の主面が実装面である場合、部品本体の第1の側面及び第2の側面に設けられた外部電極を薄くできるため、複数の電子部品を近付けて実装することができる。一方、部品本体の第1の側面又は第2の側面が実装面である場合、上述した「鳴き」の問題を低減することができる。
[積層セラミックコンデンサの製造方法]
本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法の一例として、図1に示す積層セラミックコンデンサ1の製造方法の一例について説明する。
本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法の一例として、図1に示す積層セラミックコンデンサ1の製造方法の一例について説明する。
まず、セラミック層20となるべきセラミックグリーンシートを準備する。セラミックグリーンシートには、上述した誘電体セラミックを含むセラミック原料の他、バインダ及び溶剤等が含まれる。セラミックグリーンシートは、例えば、キャリアフィルム上で、ダイコータ、グラビアコータ、マイクログラビアコータ等を用いて成形される。
セラミックグリーンシートの厚みは、通常3μm以下であり、1μm以下であることが好ましく、0.6μm以下であることがより好ましい。
次に、セラミックグリーンシート上に、所定のパターンをもって導電性ペーストが印刷されることによって、内部電極パターンが形成される。導電性ペーストには、上述した金属材料の他、バインダ及び溶剤等が含まれる。
図7は、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の一例を模式的に示す平面図である。
図7に示すように、セラミック層20となるべきセラミックグリーンシート120上に、所定のパターンをもって導電性ペーストが印刷されることによって、第1の内部電極21及び第2の内部電極22の各々となるべき内部電極パターン121が形成される。具体的には、セラミックグリーンシート120上に、帯状の内部電極パターン121が複数列形成される。
図7に示すように、セラミック層20となるべきセラミックグリーンシート120上に、所定のパターンをもって導電性ペーストが印刷されることによって、第1の内部電極21及び第2の内部電極22の各々となるべき内部電極パターン121が形成される。具体的には、セラミックグリーンシート120上に、帯状の内部電極パターン121が複数列形成される。
内部電極パターンの厚みは特に限定されないが、1.5μm以下であることが好ましい。
その後、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ずらしながら所定枚数積層し、その上下に内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを所定枚数積層する積層工程が行われる。
図8は、セラミックグリーンシートを積層する工程を説明するための斜視図である。
図8に示すように、内部電極パターン121が形成されたセラミックグリーンシート120を、内部電極パターン121の幅方向に沿って所定間隔、すなわち内部電極パターン121の幅方向寸法の半分ずつずらしながら所定枚数積層する。さらに、その上下に内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120を所定枚数積層する。図8では、内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120が3枚ずつ積層されているが、内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120の枚数は適宜変更可能である。
図8に示すように、内部電極パターン121が形成されたセラミックグリーンシート120を、内部電極パターン121の幅方向に沿って所定間隔、すなわち内部電極パターン121の幅方向寸法の半分ずつずらしながら所定枚数積層する。さらに、その上下に内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120を所定枚数積層する。図8では、内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120が3枚ずつ積層されているが、内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120の枚数は適宜変更可能である。
図9(a)、図9(b)及び図9(c)は、セラミックグリーンシートを積層する工程を説明するための平面図である。
図9(a)、図9(b)及び図9(c)は、それぞれ、第1の内部電極21に対応する内部電極パターン121が形成されたセラミックグリーンシート120、第2の内部電極22に対応する内部電極パターン121が形成されたセラミックグリーンシート120、内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120が拡大して示されている。
図9(a)、図9(b)及び図9(c)は、それぞれ、第1の内部電極21に対応する内部電極パターン121が形成されたセラミックグリーンシート120、第2の内部電極22に対応する内部電極パターン121が形成されたセラミックグリーンシート120、内部電極パターン121が形成されていないセラミックグリーンシート120が拡大して示されている。
図9(a)、図9(b)及び図9(c)には、帯状の内部電極パターン121が延びる方向と直交する第1方向(図9(a)、図9(b)及び図9(c)における左右方向)の切断線151、及び、これに対して直交する第2方向(図9(a)、図9(b)及び図9(c)における上下方向)の切断線152が示されている。帯状の内部電極パターン121は、2つ分の第1の内部電極21及び第2の内部電極22が各々の引出し部同士で連結されたものが、第2方向に沿って連なった形状を有している。図9(a)、図9(b)及び図9(c)では、切断線151及び152が共通して示されている。
積層工程の結果、積層された複数のセラミックグリーンシートと、セラミックグリーンシート間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された内部電極パターンとを含む、マザーブロックが得られる。得られたマザーブロックは、静水圧プレス等の手段により積層方向にプレスされる。
プレスされたマザーブロックを互いに直交する第1方向の切断線151及び第2方向の切断線152に沿って切断することによって、複数のグリーンチップ(図5参照)が得られる。この切断には、例えば、ダイシング、押切り、レーザカット等の方法が適用される。
図5に示したように、各グリーンチップ110は、未焼成の状態にある複数のセラミック層20と複数対の第1の内部電極21及び第2の内部電極22とをもって構成された積層構造を有している。グリーンチップ110の切断側面113及び114は、第1方向の切断線151に沿う切断によって現れた面であり、切断端面115及び116は、第2方向の切断線152に沿う切断によって現れた面である。切断側面113及び114には、第1の内部電極21及び第2の内部電極22のすべてが露出している。また、一方の切断端面115には、第1の内部電極21のみが露出し、他方の切断端面116には、第2の内部電極22のみが露出している。
得られたグリーンチップ110の切断側面115及び116に、未焼成のセラミック保護層31及び32をそれぞれ形成する。未焼成のセラミック保護層を形成した後、必要に応じて、乾燥工程が行われる。以上により、未焼成の部品本体10が得られる。
未焼成のセラミック保護層は、グリーンチップの切断側面にセラミック保護層用グリーンシートを貼り付けることにより形成されることが好ましい。
セラミック保護層用グリーンシートには、マザーブロックを作製するためのセラミックグリーンシートと同じセラミック原料が主成分として含有されていることが好ましい。
セラミック保護層用グリーンシートとグリーンチップ110の一方の切断側面113を対向させ、押し付けて打ち抜くことにより、未焼成のセラミック保護層31が形成される。さらに、グリーンチップ110の他方の切断側面114についても、セラミック保護層用グリーンシートを対向させ、押し付けて打ち抜くことにより、未焼成のセラミック保護層32が形成される。このとき、グリーンチップ110の側面には、予め、接着剤となる有機溶剤を塗布しておくことが好ましい。
未焼成のセラミック保護層31及び32を形成した後、未焼成の部品本体10の主面111及び112(図5参照)のうち、少なくとも一方の主面に対して研削処理を行う。研削処理は、未焼成の部品本体10の主面111及び112(図5参照)のうち、いずれか一方の主面に対して行われてもよいし、両方の主面に対して行われてもよい。
未焼成の部品本体の主面に対して研削処理が行われると、その主面の表面粗さは大きくなる。したがって、例えば、いずれか一方の主面に対して研削処理を行うことにより、第1の主面の表面粗さRaM1と第2の主面の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|を大きくすることができる。一方、セラミック保護層用グリーンシートを貼り付けることにより未焼成の部品本体の側面を形成する場合、第1の側面の表面粗さRaS1と第2の側面の表面粗さRaS2は同程度であるため、表面粗さの差の絶対値|RaS1−RaS2|は小さくなる。その結果、未焼成の部品本体の、第1の側面の表面粗さRaS1と第2の側面の表面粗さRaS2との差の絶対値|RaS1−RaS2|を、第1の主面の表面粗さRaM1と第2の主面の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|よりも小さくすることができる。
特に、未焼成の部品本体の、第1の側面の表面粗さRaS1及び第2の側面の表面粗さRaS2を、いずれも、第1の主面の表面粗さRaM1よりも小さく、かつ、第2の主面の表面粗さRaM2よりも小さくすることが好ましい。
研削処理が行われた未焼成の部品本体において、TB/WBの値は、0.6以上、1.7以下であることが好ましく、0.7以上、1.3以下であることがより好ましい。
そのため、マザーブロックを作製する際、内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを積層する枚数を多くして、グリーンチップ110の積層(T)方向の寸法を部品本体の積層(T)方向の寸法よりも大きくしておくことが好ましい。その場合、研削処理を行う方の主面に、内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを多く積層しておくことが好ましい。
そのため、マザーブロックを作製する際、内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを積層する枚数を多くして、グリーンチップ110の積層(T)方向の寸法を部品本体の積層(T)方向の寸法よりも大きくしておくことが好ましい。その場合、研削処理を行う方の主面に、内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを多く積層しておくことが好ましい。
研削処理としては、例えば、固定砥粒を用いた研削処理(ダイシング、グラインディング等)、固定砥粒を用いた研磨処理(ドライポリッシュ、テープ研磨等)、遊離砥粒を用いた研磨処理(ラッピング、ポリッシング等)等が挙げられる。これらの研削処理を組み合わせてもよい。
研削処理が行われた後の主面に対して、洗浄処理が行われてもよい。洗浄処理としては、例えば、超音波洗浄等が挙げられる。
必要に応じて、未焼成の部品本体に付着した液(研削液、及び、必要に応じて洗浄液)を洗い流すためのリンス処理が行われてもよい。リンス処理では、水を用いた洗浄を行うことが好ましく、水を用いた超音波洗浄を行うことがより好ましい。
リンス処理の後、乾燥工程が行われることが好ましい。乾燥工程の方式としては、例えば、エアーにより水を飛ばす方式、対象物を回転させて遠心力により水を飛ばす方式、エアー及び遠心力により水を飛ばす方式、40℃以上100℃以下の温度に設定されたオーブン内で乾燥させる方式等が挙げられる。
その後、未焼成の部品本体が焼成される。焼成温度は、未焼成の部品本体に含まれるセラミック材料や金属材料にもよるが、例えば900℃以上、1300℃以下の範囲である。
焼成後の部品本体の両端面に導電性ペーストを塗布し、焼き付け、さらに、必要に応じて、めっきが施されることによって、外部電極が形成される。なお、導電性ペーストの塗布は、未焼成の部品本体に対して実施されてもよく、未焼成の部品本体の焼成時に、導電性ペーストの焼付けを同時に行うようにしてもよい。
以上のようにして、図1に示す積層セラミックコンデンサ1が製造される。
なお、未焼成のセラミック保護層は、グリーンチップの切断側面にセラミック保護層用ペーストを塗布することにより形成されてもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、積層セラミックコンデンサをはじめとする積層セラミック電子部品の構成、製造条件等に関し、本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。
上述した実施形態では、マザーブロックを第1方向の切断線及び第2方向の切断線に切断して複数のグリーンチップを得てから、切断側面に未焼成のセラミック保護層を形成していたが、以下のように変更することも可能である。
すなわち、マザーブロックを第1方向の切断線のみに沿って切断することによって、第1方向の切断線に沿う切断によって現れた切断側面に第1の内部電極及び第2の内部電極が露出した、複数の棒状のグリーンブロック体を得てから、切断側面に未焼成のセラミック保護層を形成した後、第2方向の切断線に切断して複数の未焼成の部品本体を得て、未焼成の部品本体の少なくとも一方の主面に対して研削処理を行い、その後、未焼成の部品本体を焼成してもよい。焼成後は、前述の実施形態と同様の工程を行うことによって、積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品を製造することができる。
なお、本発明の積層セラミック電子部品は、セラミック保護層を形成する方法以外の方法で製造してもよい。例えば、マザーブロックを切断する際、切断側面に第1の内部電極及び第2の内部電極が露出しない、複数のグリーンチップ又は棒状のグリーンブロック体を得てもよい。
1 積層セラミックコンデンサ
10 部品本体
11 部品本体の第1の主面
12 部品本体の第2の主面
13 部品本体の第1の側面
14 部品本体の第2の側面
15 部品本体の第1の端面
16 部品本体の第2の端面
20 セラミック層
21 第1の内部電極
22 第2の内部電極
30 積層部
31,32 セラミック保護層
41 第1の外部電極
42 第2の外部電極
110 グリーンチップ
111,112 グリーンチップの主面
113,114 グリーンチップの切断側面
115,116 グリーンチップの切断端面
120 セラミックグリーンシート
121 内部電極パターン
151 第1方向の切断線
152 第2方向の切断線
TB 部品本体の積層方向の寸法
WB 部品本体の幅方向の寸法
t41M1 部品本体の第1の主面に設けられた第1の外部電極の厚み
t41M2 部品本体の第2の主面に設けられた第1の外部電極の厚み
t41S1 部品本体の第1の側面に設けられた第1の外部電極の厚み
t41S2 部品本体の第2の側面に設けられた第1の外部電極の厚み
10 部品本体
11 部品本体の第1の主面
12 部品本体の第2の主面
13 部品本体の第1の側面
14 部品本体の第2の側面
15 部品本体の第1の端面
16 部品本体の第2の端面
20 セラミック層
21 第1の内部電極
22 第2の内部電極
30 積層部
31,32 セラミック保護層
41 第1の外部電極
42 第2の外部電極
110 グリーンチップ
111,112 グリーンチップの主面
113,114 グリーンチップの切断側面
115,116 グリーンチップの切断端面
120 セラミックグリーンシート
121 内部電極パターン
151 第1方向の切断線
152 第2方向の切断線
TB 部品本体の積層方向の寸法
WB 部品本体の幅方向の寸法
t41M1 部品本体の第1の主面に設けられた第1の外部電極の厚み
t41M2 部品本体の第2の主面に設けられた第1の外部電極の厚み
t41S1 部品本体の第1の側面に設けられた第1の外部電極の厚み
t41S2 部品本体の第2の側面に設けられた第1の外部電極の厚み
Claims (7)
- 積層方向に積層された複数のセラミック層と複数対の第1の内部電極及び第2の内部電極とを含み、前記積層方向において相対する第1の主面及び第2の主面と、前記積層方向に直交する幅方向において相対する第1の側面及び第2の側面と、前記積層方向及び前記幅方向に直交する長さ方向において相対する第1の端面及び第2の端面とを有する部品本体と、
前記部品本体の前記第1の端面に設けられ、前記第1の端面において前記第1の内部電極に接続されている第1の外部電極と、
前記部品本体の前記第2の端面に設けられ、前記第2の端面において前記第2の内部電極に接続されている第2の外部電極とを備える積層セラミック電子部品であって、
前記部品本体の、前記第1の側面の表面粗さRaS1と前記第2の側面の表面粗さRaS2との差の絶対値|RaS1−RaS2|は、前記第1の主面の表面粗さRaM1と前記第2の主面の表面粗さRaM2との差の絶対値|RaM1−RaM2|よりも小さい、積層セラミック電子部品。 - 前記部品本体の、前記第1の側面の表面粗さRaS1及び前記第2の側面の表面粗さRaS2は、いずれも、前記第1の主面の表面粗さRaM1よりも小さく、かつ、前記第2の主面の表面粗さRaM2よりも小さい、請求項1に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記第1の外部電極が、前記部品本体の前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面及び前記第2の側面の各一部にまで回り込んでおり、
前記部品本体の前記第1の側面及び前記第2の側面に設けられた前記第1の外部電極の厚みは、前記部品本体の前記第1の主面及び前記第2の主面に設けられた前記第1の外部電極の厚みよりも小さく、
前記第2の外部電極が、前記部品本体の前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面及び前記第2の側面の各一部にまで回り込んでおり、
前記部品本体の前記第1の側面及び前記第2の側面に設けられた前記第2の外部電極の厚みは、前記部品本体の前記第1の主面及び前記第2の主面に設けられた前記第2の外部電極の厚みよりも小さい、請求項1又は2に記載の積層セラミック電子部品。 - 前記部品本体の積層方向の寸法をTB、前記部品本体の幅方向の寸法をWBとしたとき、TB/WBの値は、0.7以上、1.3以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品。
- 積層方向に積層された複数のセラミックグリーンシートと、前記セラミックグリーンシート間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された内部電極パターンとを含む、マザーブロックを作製する工程と、
前記マザーブロックを互いに直交する第1方向の切断線及び第2方向の切断線に沿って切断することによって、未焼成の状態にある複数のセラミック層と複数対の第1の内部電極及び第2の内部電極とをもって構成された積層構造を有し、かつ前記第1方向の切断線に沿う切断によって現れた切断側面に前記第1の内部電極及び前記第2の内部電極が露出した、複数のグリーンチップを得る工程と、
前記切断側面に未焼成のセラミック保護層を形成することによって、未焼成の部品本体を得る工程と、
前記未焼成の部品本体の、前記積層方向において相対する主面のうち、少なくとも一方の主面に対して研削処理を行う工程と、
前記未焼成の部品本体を焼成する工程と、を備える、積層セラミック電子部品の製造方法。 - 積層方向に積層された複数のセラミックグリーンシートと、前記セラミックグリーンシート間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された内部電極パターンとを含む、マザーブロックを作製する工程と、
前記マザーブロックを第1方向の切断線に沿って切断することによって、未焼成の状態にある複数のセラミック層と複数対の第1の内部電極及び第2の内部電極とをもって構成された積層構造を有し、かつ前記第1方向の切断線に沿う切断によって現れた切断側面に前記第1の内部電極及び第2の内部電極が露出した、複数の棒状のグリーンブロック体を得る工程と、
前記切断側面に未焼成のセラミック保護層を形成する工程と、
前記未焼成のセラミック保護層が形成された前記棒状のグリーンブロック体を、前記第1方向に直交する第2方向の切断線に沿って切断することによって、複数の未焼成の部品本体を得る工程と、
前記未焼成の部品本体の、前記積層方向において相対する主面のうち、少なくとも一方の主面に対して研削処理を行う工程と、
前記未焼成の部品本体を焼成する工程と、を備える、積層セラミック電子部品の製造方法。 - 前記未焼成のセラミック保護層は、セラミック保護層用グリーンシートを貼り付けることにより形成される、請求項5又は6に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
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