JP2020120100A - セラミック電子部品およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、積層セラミックコンデンサの概要について説明する。図1は、実施形態に係る積層セラミックコンデンサ100の部分断面斜視図である。図1で例示するように、積層セラミックコンデンサ100は、直方体形状を有する積層チップ10と、積層チップ10のいずれかの対向する2端面に設けられた外部電極20a,20bとを備える。なお、積層チップ10の当該2端面以外の4面のうち、積層方向の上面および下面以外の2面を側面と称する。外部電極20a,20bは、積層チップ10の積層方向の上面、下面および2側面に延在している。ただし、外部電極20a,20bは、互いに離間している。
まず、誘電体層11を形成するための誘電体材料を用意する。誘電体層11に含まれるAサイト元素およびBサイト元素は、通常はABO3の粒子の焼結体の形で誘電体層11に含まれる。例えば、BaTiO3は、ペロブスカイト構造を有する正方晶化合物であって、高い誘電率を示す。このBaTiO3は、一般的に、二酸化チタンなどのチタン原料と炭酸バリウムなどのバリウム原料とを反応させてチタン酸バリウムを合成することで得ることができる。誘電体層11を構成するセラミックの合成方法としては、従来種々の方法が知られており、例えば固相法、ゾル−ゲル法、水熱法等が知られている。本実施形態においては、これらのいずれも採用することができる。
次に、得られた誘電体材料に、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に例えば厚み0.8μm以下の帯状の誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。
このようにして得られた成型体を酸素分圧10−7〜10−10atmの還元雰囲気中で1100〜1300℃で10分〜2時間焼成する。このようにして、積層セラミックコンデンサ100が得られる。
その後、N2ガス雰囲気中で600℃〜1000℃で再酸化処理を行ってもよい。
次に、金属フィラー、ガラスフリット、バインダ、および溶剤を含む金属ペーストを積層チップ10の両端面にディップ法で塗布し、乾燥させ、焼き付ける。それにより、下地層21が形成される。なお、バインダおよび溶剤は、焼き付けによって揮発する。この手法の金属フィラーには、Cu等が好適である。なお、焼き付けは、700℃〜900℃で約3分〜30分、特に760℃〜840℃で5分〜15分行うことが好ましい。その後、めっきによって、第1めっき層22を下地層21上に形成してもよい。
次に、シランカップリング剤の含侵処理により、積層セラミックコンデンサ100の表面にシラン膜15を形成する。ただし、この含侵工程は、行わなくてもよい。
次に、シリコンゴムを120℃以上に加熱し、積層セラミックコンデンサ100の表面に接触させる。それにより、積層チップ10の表面の外部電極20a,20bが形成されていない領域および外部電極20a,20bの表面の少なくとも一部に、有機化合物14を付着させることができる。含侵工程を行う場合には、シラン膜15上に有機化合物14を付着させることができる。
チタン酸バリウムを主成分とする耐還元性を有するセラミック粉末を有機バインダと混練してスラリーを調製し、これをドクターブレード等でシート状に形成して誘電体グリーンシートを作製した。この誘電体グリーンシートにスクリーン印刷法によってNiの金属導電ペーストを所定のパターンで塗布して内部電極パターンを形成した。内部電極パターンを形成した誘電体グリーンシートを所定の形状に裁断し、所定枚数積み重ねた後、熱圧着してセラミック積層体を作製した。
[加熱脱着条件]
・40℃(0.5分)→60℃/分→300℃(30分)
・冷却条件:−100℃(0.5分)→12℃/秒→320℃(5分)
[ガスクロマトグラフ条件]
・分離カラム:DB−1MS(Agilent製)
・昇温条件:60℃(5分)→10℃/分→310℃(4分)
[質量分析条件]
・イオン化法:電子イオン化
・測定質量範囲:m/z=20−800
[定量方法]
デカメチルシクロペンタシロキサン(環状シロキサン5量体)を標準物質として相対濃度で表した。
11 誘電体層
12 内部電極層
13 カバー層
14 有機化合物
15 シラン膜
20a,20b 外部電極
100 積層セラミックコンデンサ
Claims (13)
- セラミックを主成分とする複数の誘電体層と、複数の内部電極層と、が交互に積層され、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する2端面に露出するように形成され、略直方体形状を有する積層チップと、
前記2端面に形成された1対の外部電極と、
前記積層チップの表面の前記外部電極が形成されていない領域および前記外部電極の表面の少なくとも一部に付着し、シロキサン結合を有する有機化合物と、を備えることを特徴とするセラミック電子部品。 - 前記有機化合物から、300℃以上のいずれかの温度で前記低分子環状シロキサンDn(n≧3)が放出されることを特徴とする請求項1記載のセラミック電子部品。
- 前記有機化合物から、300℃以上のいずれかの温度に放出ピークをもつように前記低分子環状シロキサンDn(n≧3)が放出されることを特徴とする請求項1または2に記載のセラミック電子部品。
- 前記低分子環状シロキサンDn(n≧3)について、低分子ほど放出量が多いことを特徴とする請求項2または3に記載のセラミック電子部品。
- 前記有機化合物は、前記積層チップの表面において、前記1対の外部電極の間に付着していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
- 300℃から600℃において、前記セラミック電子部品の表面の単位表面積当たりの低分子環状シロキサンD3の放出量は、0.50ppm/cm2以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
- 300℃から600℃において、前記セラミック電子部品の表面の単位表面積当たりの低分子環状シロキサンD3の放出量は、30ppm/cm2以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
- 前記積層チップの表面の前記外部電極が形成されていない領域および前記外部電極の表面の少なくとも一部に形成されたシラン膜をさらに備え、
前記有機化合物は、前記シラン膜上に付着していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。 - 前記外部電極は、金属成分を含有する導電性樹脂層を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
- セラミックを主成分とする複数の誘電体層と複数の内部電極層とが交互に積層され、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する2端面に露出するように形成され、略直方体形状を有する積層チップと、前記2端面に形成された1対の外部電極と、を備えるセラミック電子部品を用意する工程と、
前記積層チップの表面の前記外部電極が形成されていない領域および前記外部電極の表面の少なくとも一部に、加熱したシリコンゴムを接触させることで、シロキサン結合を有する有機化合物を付着させる工程と、を含むことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。 - 前記有機化合物を付着させる前の前記セラミック電子部品を基板に実装し、加熱したシリコンゴムのシートを前記セラミック電子部品に押し付けることで、前記積層チップの表面の前記外部電極が形成されていない領域および前記外部電極の表面の少なくとも一部に、前記有機化合物を付着させることを特徴とする請求項10記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 前記積層チップの前記外部電極が形成されていない領域および前記外部電極の表面の少なくとも一部に、120℃以上に加熱した前記シリコンゴムを接触させることを特徴とする請求項10または11に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 前記有機化合物を付着させる前の前記セラミック電子部品に対してシランカップリング剤の含侵処理を行うことでシラン膜を形成する工程を含み、
前記有機化合物は、前記シラン膜上に付着させることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
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