JP2504223B2 - 積層コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、積層コンデンサの製造方法に関し、特に、
内部電極の形成方法が改良された積層コンデンサの製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、積層コンデンサは以下の工程を経て製造されて
いる。

まず、ドクターブレード法によりシート状に成形した
セラミックグリーンシートを用意し、その上面に、内部
電極となる金属、例えばパラジウム、銀−パラジウムま
たはニッケル等を含む導電ペーストを所定のパターンに
スクリーン印刷する。通常、大きなセラミックグリーン
シートを用い、後の工程で積層後に切断することにより
複数個の積層コンデンサを製造するのが常であり、従っ
て内部電極を構成するための上記導電ペーストはセラミ
ックグリーンシート上において複数個の領域に分散形成
されている。

次に、導電ペーストを形成したセラミックグリーンシ
ートを複数枚積層し、厚み方向にプレスすることにより
圧着する。しかる後、圧着された積層体を、個々の積層
コンデンサを得るための積層体を得るように、切断す
る。

次に、得られた個々の積層体を焼成して焼結体を得
る。しかる後、焼結体の表面の所定の領域に、外部電極
となる導電ペーストを塗布し、焼付け、それによって積
層コンデンサを完成させる。

積層コンデンサにおいて、より一層の小型化・大容量
化を果たすには、内部電極間のセラミック層の厚みを薄
くすればよい。

しかしながら、内部電極間のセラミック層の厚みを薄
くし過ぎた場合には、焼成に際し導電ペースト層の収縮
によりセラミック層の収縮が支配され、クラックが発生
したり、焼成収縮率が不安定になったりするという問題
が生じる。

また、導電ペースト中には、溶剤が含有されており、
該溶剤によりセラミックグリーンシートが膨潤または溶
解されるため、内部電極間の短絡や耐電圧性の低下を招
くという問題もあった。

そこで、内部電極として、薄膜形成法により得られた
金属膜を用い、それによってセラミック層の薄層化を果
たす方法が提案されている。すなわち、比較的厚い導電
ペーストを用いるのではなく、薄膜形成法により形成さ
れた薄い内部電極を用いることにより、上記のような問
題を解消し、セラミック層を薄くした場合の信頼性を高
めるものである。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

しかしながら、薄膜形成法により構成された金属膜
は、それ自体の厚みが薄いため、焼成に際し電極切れ等
の問題が生じがちであった。

すなわち、薄膜形成法により構成された内部電極の焼
結温度は、従来の導電ペーストからなる内部電極のそれ
に比べて低い。従って、セラミック層が充分に焼結する
温度まで昇温された場合、金属膜が収縮し電極切れを生
じ易かった。

電極切れを防止するには、金属の焼結温度を高めるた
めに、あるいは金属とセラミックとの濡れ性を改善する
ために合金化する方法が考えられる。

しかしながら、薄膜形成法では、合金組成の金属をそ
のまま薄膜に形成することは難しく、形成された薄膜の
合金組成は、元の合金組成と大きく異なることが多い。
すなわち、合金組成の制御が極めて難しい。従って、薄
膜形成法により所望の合金組成の内部電極を形成するこ
とは非常に困難であった。

よって、本発明の目的は所望の合金組成の金属薄膜か
らなる内部電極を有する積層コンデンサを容易に製造方
法し得る方法を提供することにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本願発明者たちは、上記のような所望の合金組成を有
する金属薄膜からなる内部電極を得る方法を鋭意検討し
た結果、合金組成の金属から直接薄膜を形成するのでは
なく、合金をなすそれぞれの金属成分からなる複数の薄
膜を組成に応じて積層し、セラミックス焼成時に合金化
させて単層構造とすることにより、所望の合金組成の内
部電極が設けられた積層コンデンサを構成し得ることを
見出し、本発明を成すに至った。

本発明は、セラミック焼結体内に合金よりなる複数の
内部電極がセラミック層を介して重なり合うように配置
された構造を有する積層コンデンサの製造方法であっ
て、下記の構成を備えることを特徴とする。

すなわち、内部電極の合金組成を構成する各金属成分
よりなる複数の金属膜を薄膜形成法により順次積層して
積層金属膜を得る工程と、積層金属膜がセラミックグリ
ーンシート間に配置されるように、複数枚のセラミック
グリーンシートを積層金属膜を間に介在させて積層し積
層体を得る工程と、上記積層体を焼成すると共に、積層
金属膜を合金化して単層構造とされた内部電極を形成す
る工程とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明では、積層金属膜が内部電極となる合金組成に
相当するように、薄膜形成法により複数の金属膜が積層
されて積層金属膜が形成される。薄膜形成法により得ら
れた金属膜中の金属粒子はナノメータのオーダーの超微
粒子からなるため、極めてその活性が高い。従って、セ
ラミックスの焼成段階において、積層金属膜は容易に希
望組成の合金となり、単層構造の内部電極を構成する。
よって、希望の合金組成からなる内部電極を有する積層
コンデンサを容易に製造することができる。

〔実施例の説明〕

以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例の製造方法
を説明する。

まず、第２図に部分拡大断面図で示すように、ポリエ
チレンテレフタレートからなるフイルム１を用意する。
フイルム１は、ポリエチレンテレフタレート以外の材料
で構成してもよい。すなわち、100℃程度の温度では変
形しない材料であれば、ポリエチレンテレフタレート以
外の合成樹脂からなるものであってもよく、あるいは合
成樹脂以外の材料で構成してもよい。

フイルム１上に、第１の金属膜２を薄膜形成法により
形成する。第１の金属膜２を構成する金属材料として
は、銀、パラジウム、ニッケルまたは銅等の適宜の金属
材料が用いられる。なお、この第１の金属膜２の組成
は、後述する第２の金属膜と組合わさって、所望の内部
電極合金組成を構成するように選択されている。薄膜形
成法としては、蒸着、スパッタリングまたはめっき等の
公知の方法が用いられる。

次に、第３図に示すように、第１の金属膜２上に第１
の金属膜２と異なる組成を有する第２の金属膜３を薄膜
形成法により形成し、積層金属膜４を得る。第２の金属
膜３は、後述する内部電極の合金組成を実現するよう
に、第１の金属膜２とは異なる組成を有するように構成
されている。

また、上記第1,第２の金属膜2,3の膜厚についても、
希望する合金組成に合わせて、その膜厚比が選択され
る。

次に、第３図の積層金属膜４を、第４図に示すように
パターン化し、積層金属膜4a,4b…を形成する。このパ
ターニングは、適宜のレジスト材を積層金属膜４上に配
置し、エッチングすることにより行い得る。

次に、上記積層金属膜4a,4bをセラミックグリーンシ
ート上に転写する。すなわち第５図に示すように、下金
型５上にセラミックグリーンシート６を載置し、第４図
のフイルム１を逆転し、積層金属膜4a,4bがセラミック
グリーンシート６上に配置されるように、フイルム１を
セラミックグリーンシート６上に被せる。そして、上金
型７によりセラミックグリーンシート６、積層金属膜4
a,4b及びフイルム１をプレスする。

上金型７は、内部にヒーター7aを有し、フイルム１が
約100℃程度に加熱されるように構成されている。従っ
て、この加熱プレスにより、セラミックグリーンシート
６側に、積層金属膜4a,4bが転写される。上記プレスの
圧力は、20〜500Kg/cm²程度に設定すればよい。

上記のようにして、積層金属膜4a,4bが転写されたセ
ラミックグリーンシート６を得る。次に、積層金属膜が
転写されたセラミックグリーンシートを複数枚積層す
る。これを、第６図（ａ）及び（ｂ）を参照してより具
体的に説明する。

第６図（ａ）及び（ｂ）は、複数個の領域に積層金属
膜が形成された各セラミックグリーンシートの平面図で
ある。即ち、第６図（ａ）のセラミックグリーンシート
６上には、積層金属膜4a〜4a〜4rが転写されている。同
様にして、第６図（ｂ）に示すように、積層金属膜8a〜
8lが転写されたセラミックグリーンシート９を用意す
る。そして、セラミックグリーンシート6,9を交互に複
数枚積層し、第６図の一点鎖線A,Bに沿う部分に相当す
る部分で切断することにより、複数個の積層体を得るこ
とができる。

得られた積層体を第１図に断面図で示す。積層体10中
には、積層金属膜4a,8a,4a,8aがセラミックグリーンシ
ート層を介して積層されている。そして、一方の積層金
属膜4a,4aは積層体10の一の端面10aに、積層金属膜8a,8
aは他方端面10bに引出されている。

次に、公知の積層コンデンサの製造方法の場合と同様
に、積層体10を焼成する。この焼成により、積層体10を
構成しているセラミックスが焼成されると共に、積層金
属膜4a,4a,8a,8aが合金化され、第７図に示すように、
内部電極11a〜11dが形成される。積層金属膜を構成して
いる第1,第２の金属膜が薄膜形成法により形成されてい
るので、各金属膜中の金属粒子はナノメータのオーダー
の超微粒子からなるので極めて活性が高い。従って、合
金化に際しては、積層金属膜は、確実かつ容易に、希望
組成の合金となる。

最後に、焼結体12の両端面12a,12bに導電ペーストを
塗布した後、焼成することにより、外部電極13a,13bを
形成する。この外部電極13a,13bの形成は、公知の積層
コンデンサの外部電極形成方法により行い得る。

なお、上記実施例では、第６図（ａ），（ｂ）に示し
たセラミックグリーンシート6,9を交互に複数枚積層し
たが、これに代えて、積層金属膜が転写されたセラミッ
クグリーンシート上に無地のセラミックグリーンシート
を積層した後に、該無地のセラミックグリーンシート上
に積層金属膜を転写する工程を繰り返すことによって積
層体を得てもよい。

さらに、上記実施例では、比較的大きなセラミックグ
リーンシート6,9を積層し、第６図の一点鎖線A,Bに相当
する部分で積層体を切断して複数個の積層体を得ていた
が、小さなセラミックグリーンシートを用い、１個ずつ
各積層体を形成してもよい。

また、積層金属膜は、３以上の金属膜を積層したもの
であってもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、合金組成を有する内
部電極が、薄膜形成法により構成された複数の金属膜を
積層し、セラミックスの焼成に際して合金化することに
より構成されるので、複数の金属膜の組成及び膜厚を制
御することにより、所望の合金組成の内部電極を確実か
つ容易に形成することもできる。従って、内部電極の厚
みを薄膜化しても電極切れが生じず、またセラミック層
及び内部電極の厚みを薄くし得る、信頼性に優れた小型
・大容量の積層コンデンサを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例において積層金属膜が転写さ
れたセラミックグリーンシートを積層して得られた積層
体の断面図、第２図はフイルム上に薄膜形成法により第
１の金属膜を形成した状態を示す部分切欠断面図、第３
図はフイルム上に積層金属膜を形成した状態を示す部分
切欠断面図、第４図は積層金属膜をパターニングした状
態を示す部分切欠断面図、第５図は積層金属膜をセラミ
ックグリーンシートに転写する工程を説明するための部
分切欠断面図、第６図（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、
積層金属膜が転写されたセラミックグリーンシートを示
す各平面図、第７図は本発明の一実施例の製造方法によ
って得られた積層コンデンサの断面図である。 図において、２は第１の金属膜、３は第２の金属膜、4a
〜4r,8a〜8lは積層金属膜、６、９はセラミックグリー
ンシート、10は積層体、11a〜11dは内部電極、12は焼結
体を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミック焼結体内に合金よりなる複数の
   内部電極がセラミック層を介して重なり合うように配置
   された構造を有する積層コンデンサの製造方法であっ
   て、 内部電極の合金組成を構成する各金属成分よりなる複数
   の金属膜を薄膜形成法により順次積層して積層金属膜を
   得る工程と、 前記積層金属膜がセラミックグリーンシート間に配置さ
   れるように、複数枚のセラミックグリーンシートを積層
   金属膜を介在させて積層する工程と、 積層体を焼成すると共に、積層金属膜を合金化して単層
   構造とすることにより、内部電極を形成する工程とを備
   えることを特徴とする積層コンデンサの製造方法。