JP3511061B2 - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

積層セラミックコンデンサの製造方法

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JP3511061B2 JP31845299A JP31845299A JP3511061B2 JP 3511061 B2 JP3511061 B2 JP 3511061B2 JP 31845299 A JP31845299 A JP 31845299A JP 31845299 A JP31845299 A JP 31845299A JP 3511061 B2 JP3511061 B2 JP 3511061B2
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、積層グリーンチッ
プ素体の脱バインダー処理からアニール処理を熱効率よ
く短時間で施し、コンデンサ本体を構成する焼結体の積
層チップ素体を歩留りよく得て生産性を向上可能な積層
セラミックコンデンサの製造方法に関するものである。 【0002】 【従来の技術】一般に、電子機器等の小型化が進み、デ
イスクリート部品は表面実装タイプのものになってい
る。特に、高低電圧の集積回路に用いられる積層セラミ
ックコンデンサは極小化,高容量化が要請されている。
この高容量化に伴い、積層セラミックコンデンサを形成
する誘電体層の薄膜化と、内部電極を価格的に安価な卑
金属のニッケル等で形成することが図られている。 【0003】その卑金属から内部電極を形成する場合、
チタン酸バリュウム系の誘電体層と交互に複数積層させ
て積層グリーンチップ素体を得、内部電極の酸化等を防
ぐところから、脱バインダー処理後に、低酸素分圧雰囲
気下にある炉内で誘電体層を還元反応させる焼成処理を
施し、この積層グリーンチップ素体の冷却処理後に、冷
却温度範囲で弱酸化性分圧雰囲気下にある炉内で誘電体
層を酸化反応させるアニール処理を施すことにより、コ
ンデンサ本体を構成する燒結体の積層チップ素体を得る
ことが行われている。 【0004】従来、その脱バインダー処理からアニール
処理は、図4で示すようなトレー本体1aを有し、立上
りフランジ1b,1cをトレー本体1aの両側部に設け
た耐熱性の搬送トレー1,所謂「サヤ」を用い、積層グ
リーンチップ素体(図示せず)を搬送トレー1に複数個
載置すると共に、搬送トレー1を多段重ねに積み重ねて
積層グリーンチップ素体を各処理工程に送り込むことに
より施されている。 【0005】その搬送トレー1を多段重ねに重ねて積層
グリーンチップ素体を搬送するときには、最上段は天井
が開放されているので、積層グリーンチップ素体を各処
理雰囲気に十分晒すことができる。然し、中段,下段部
分では少なくとも天井が閉鎖されているため、積層グリ
ーンチップ素体を各処理雰囲気に均一に晒すことができ
ない。 【0006】そのため、最上段と中段,下段とでは製品
特性のバラ付きが大きくなり、これを回避するには長時
間の炉内処理が必要になる。また、誘電体層に含まれる
有機バインダ等を焼却除去させる脱バインダー処理や還
元雰囲気下での焼成処理,弱酸化雰囲気下でのアニール
処理を切り替える時期の選択が煩雑で、炉の熱処理管理
が難しく、熱効率,製品の歩留り,品質の点からすると
生産効率に欠ける。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、脱バインダ
ー処理からアニール処理を積層グリーンチップ素体に効
率よく短時間に施せ、品質が良好でバラ付きの少ない製
品を歩留りよく得られて生産性を向上可能な積層セラミ
ックコンデンサの製造方法を提供することを目的とす
る。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明に係る積層セラミ
ックコンデンサの製造方法においては、外部電極に接続
される卑金属の内部電極とチタン酸バリュウム系の誘電
体層とを交互に複数積層させて形成した積層グリーンチ
ップ素体から燒結体の積層チップ素体を得るもので、方
形平板状のトレー本体を有し、立上りフランジをトレー
本体の搬送方向両側部に設けると共に、各立上りフラン
ジの長手方向を数分割する切欠凹部を設け、トレー本体
の開放された天井,搬送方向前後,切欠凹部から炉内の
雰囲気を積層グリーンチップ素体に作用可能な搬送トレ
ーを備え、積層グリーンチップ素体を互いに重ねないで
トレー本体の平面上に複数個載置させてトレー単位に搬
送し、大気雰囲気中で250〜300℃の加熱温度によ
り脱バインダー処理を施した後、1200〜1300℃
の加熱温度,Po≦10−10atmの低酸素分圧雰囲
気下で誘電体層を還元反応させる焼成処理と、積層グリ
ーンチップ素体の冷却処理と、1000〜1100℃の
加熱温度,Po≧10−10atmの弱酸化性分圧雰囲
気下で誘電体層を酸化反応させるアニール処理とを順次
に同じ炉内で施し、積層グリーンチップ素体を各処理下
に直接晒すようにされている。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、図1〜図3を参照して説明
すると、本発明は外部電極に接続される卑金属の内部電
極とチタン酸バリュウム系の誘電体層とを交互に複数積
層させて積層グリーンチップ素体を得、その脱バインダ
ー処理後、低酸素分圧雰囲気下にある炉内で誘電体層を
還元反応させる焼成処理と、積層グリーンチップ素体の
冷却処理と、冷却温度範囲で弱酸化性分圧雰囲気下にあ
る炉内で誘電体層を酸化反応させるアニール処理とを施
すことにより、積層グリーンチップ素体を燒結体の積層
チップ素体として得るのに適用されている。 【0010】図1は、上述した積層セラミックコンデン
サの製造工程における積層グリーンチップ素体の脱バイ
ンダー処理からアニール処理のプロファイルを示す。そ
の積層グリーンチップ素体を各工程に搬送するには、図
2,図3で示すような搬送トレー1が用いられている。
この搬送トレー1は、方形平板状のトレー本体1aを有
し、トレー本体1aの搬送方向両側部には立上りフラン
ジ1b,1cを設けると共に、各立上りフランジ1b,
1cの長手方向を数分割する切欠凹部1d,1eを設け
た耐熱性の所謂「サヤ」として形成されている。 【0011】その搬送トレー1を用いては、積層グリー
ンチップ素体Cを互いに重ねないでトレー本体1aの平
面上に複数個載置し、その積層グリーンチップ素体Cを
載置したトレー単位に搬送させることにより、トレー本
体1aの開放された天井,搬送方向(図2中、矢印参
照)前後,切欠凹部1d,1eから炉内の雰囲気を積層
グリーンチップ素体Cに作用し、積層グリーンチップ素
体Cを各処理下に直接晒すようにする。 【0012】まず、積層グリーンチップ素体Cを互いに
重ならないよう複数個を平面上に載置した搬送トレー
(以下、「サヤ」という。)をトレー単位にローラーハー
ス炉2の炉内に送り込み、大気雰囲気中で250℃〜3
00℃の温度により、誘電体層の有機バインダー等を燃
焼除去させる脱バインダー処理を施す。これにより、積
層グリーンチップ素体の内部歪応力が発生を抑制しなが
ら、Ni内部電極の酸化を防いで脱脂処理を施せる。 【0013】次に、その積層グリーンチップ素体をPo
≦10−10atmの低酸素分圧雰囲気下に移動し、急
激な有機バインダー等の燃焼を抑えてNi内部電極の酸
化を防ぐため、焼成温度を1240℃〜1300℃まで
徐々に上昇させて加熱し、この温度範囲を維持しながら
誘電体層を還元反応することにより焼結(固相反応)さ
せて強度を高め、また、微細構造を作って誘電率を上げ
ると共に、Ni内部電極を焼結処理する。 【0014】その後、1000℃〜1100℃の温度ま
で冷却し、この温度を維持したまま同一炉内で、Po
≧10−10atmの弱酸性分圧雰囲気下でアニール処理
を所定時間施し、その後は室温まで徐々に冷却させる。
これにより、酸素を誘電体層の層内に取り込むことから
電気的特性を高められると共に、Ni内部電極の再酸化
を抑え、また、内部歪の発生も防止できる。 【0015】その脱バインダーからアニールは、上述し
た如く積層グリーンチップ素体Cを互いに重ならないよ
うサヤ本体1aの平面上に複数個載置したサヤ単位に搬
送することにより、トレー本体1aの開放された天井,
搬送方向前後側,切欠凹部1d,1eから炉内の雰囲気
を積層グリーンチップ素体Cに作用する。このため、積
層グリーンチップ素体Cを炉内雰囲気に十分接触させて
晒せることから、製品特性のバラ付きが小さくなると共
に、短時間に処理可能で、弱酸性分圧の切替えも同一の
炉内で行う時期の選定により容易に行える。 【0016】この所謂「平焼き」の場合は、一度に大量
処理は施せないが、熱作用及び雰囲気のバラ付きが小さ
く、短時間で処理できるから生産性を向上できる。それ
と共に、脱バインダー効率もよくなり、脱バインダー後
の残炭素量のバラ付きも少なくて内部構造欠陥の発生を
抑えられる。また、還元焼成時の製品に対する雰囲気バ
ラ付きも小さく、同一炉内の雰囲気を変えることから、
製品周辺の雰囲気も容易に変えられて熱処理条件を簡単
に設定できる。 【0017】上述した製造工程による有効性を確認する
べく、本発明の平焼きと従来例の三段積み焼きで得た各
資料に基づいて、Ni内部電極の酸化率,内部構造欠陥
及び生産歩留りを比較した。 【0018】従来例の三段積み焼きでは、100個の積
層グリーンチップ素体を各サヤに搭載し、脱バインダー
後の焼成処理,冷却処理,アニール処理を34時間施す
ことにより試料を得た。本発明の平焼きでは、一つのサ
ヤに搭載する試料の数を100個,200個,300
個,400個とし、脱バインダー後の焼成処理,冷却処
理,アニール処理を18時間施すことにより試料を得
た。その他の条件は同一とし、この結果は次の表1で示
す通りである。 【0019】 【表1】 【0020】この表1から判るように、従来例の三段積
みでは生産歩留りが85%であるに対して、焼成時間を
約1/2に短縮しても、本発明の平焼きでは98%程度
と14%程度も向上できた。 【0021】 【発明の効果】以上の如く、本発明に係る積層セラミッ
クコンデンサの製造方法に依れば、方形平板状のトレー
本体を有し、立上りフランジをトレー本体の搬送方向両
側部に設けると共に、各立上りフランジの長手方向を数
分割する切欠凹部を設け、トレー本体の開放された天
井,搬送方向前後,切欠凹部から炉内の雰囲気を積層グ
リーンチップ素体に作用可能な搬送トレーを用い、積層
グリーンチップ素体を互いに重ねないでトレー本体の平
面上に複数個並べ、その積層グリーンチップ素体を並べ
たトレー単位に搬送させて積層グリーンチップ素体を各
処理下に直接晒すことにより、脱バインダー処理からア
ニール処理を積層グリーンチップ素体に効率よく短時間
に施せ、品質が良好でバラ付きの少ない製品を歩留りよ
く得られて生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造
方法による焼成プロファイル工程を示す説明図である。 【図2】本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造
方法で用いられる搬送トレーを示す説明図である。 【図3】本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造
方法で用いられる別の搬送トレーを示す説明図である。 【図4】従来例に係る多段積みによる焼成工程を示す説
明図である。 【符号の説明】 C 積層グリーンチップ素体 1 搬送トレー 1a トレー本体 1b,1c 立上りフランジ 1d,1e 切欠凹部 2 炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 英樹 秋田県由利郡仁賀保町平沢字前田151 ティーディーケイ エムシーシー株式会 社内 (56)参考文献 特開 平11−121276(JP,A) 特開 平10−163063(JP,A) 特開 平8−45774(JP,A) 特開 平5−299289(JP,A) 特開 平2−80376(JP,A) 特開 昭53−59860(JP,A) 実開 昭59−107138(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 4/00 - 17/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 外部電極に接続される卑金属の内部電極
    とチタン酸バリュウム系の誘電体層とを交互に複数積層
    させて形成した積層グリーンチップ素体から燒結体の積
    層チップ素体を得る積層セラミックコンデンサの製造方
    法において、 方形平板状のトレー本体を有し、立上りフランジをトレ
    ー本体の搬送方向両側部に設けると共に、各立上りフラ
    ンジの長手方向を数分割する切欠凹部を設け、トレー本
    体の開放された天井,搬送方向前後,切欠凹部から炉内
    の雰囲気を積層グリーンチップ素体に作用可能な搬送ト
    レーを備え、 積層グリーンチップ素体を互いに重ねないでトレー本体
    の平面上に複数個載置させてトレー単位に搬送し、大気
    雰囲気中で250〜300℃の加熱温度により脱バイン
    ダー処理を施した後、1200〜1300℃の加熱温
    度,Po≦10−10atmの低酸素分圧雰囲気下で誘
    電体層を還元反応させる焼成処理と、積層グリーンチッ
    プ素体の冷却処理と、1000〜1100℃の加熱温
    度,Po≧10−10atmの弱酸化性分圧雰囲気下で
    誘電体層を酸化反応させるアニール処理とを順次に同じ
    炉内で施し、積層グリーンチップ素体を各処理下に直接
    晒すようにしたことを特徴とする積層セラミックコンデ
    ンサの製造方法。
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