JP4483312B2 - 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
なお、セラミック層を形成するセラミックグリーンシートに関しては、大容量化を目的として、1μmの厚みのものが用いられるまでにその薄層化が進んでいる。
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積層、焼成して、内部にセラミック層を介して複数の内部電極が互いに対向するように配設された、一方端面および他方端面を有するセラミック積層素子であって、互いに対向する複数の前記内部電極のうち一方の内部電極が前記一方端面に露出し、前記他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が前記他方端面に露出し、前記一方端面に露出しないセラミック積層素子を形成する工程と、
前記セラミック積層素子の前記一方端面に、前記一方の内部電極と接続されるようにして、最終製品に残る外部電極を付与する工程と、
前記セラミック積層素子の前記一方端面に付与された前記外部電極に電圧を印加して、セラミック積層素子の前記他方端面に露出した前記他方の内部電極のうち、ショートにより前記一方の内部電極と導通する内部電極の、前記他方端面への露出部分のみを、前記他方端面側から除去する工程と、
前記セラミック積層素子の前記他方端面に外部電極を付与する工程と
を具備することを特徴としている。
一方端面および他方端面を有するセラミック積層素子と、
前記セラミック積層素子の内部に、セラミック層を介して互いに対向するように配設された複数対の内部電極と、
前記セラミック積層素子の両端側に、内部電極と導通するように配設された一対の外部電極と、を有し、
前記複数対の内部電極の一部であって、一方の内部電極が前記一方端面に露出し、前記他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が前記他方端面に露出し、前記一方端面に露出しない第1の内部電極対と、
前記複数対の内部電極の一部であって、一方の内部電極および他方の内部電極が前記セラミック層を介してショートした部分を有し、かつ、一方の内部電極が前記一方端面に露出し、前記他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が前記他方端面に露出せず、前記一方端面にも露出しない第2の内部電極対と
を有することを特徴としている。
なお、他方の内部電極のうち、ショートにより一方の内部電極と導通する内部電極の、他方端面への露出部分のみを、他方端面側から除去するにあたっては、除去部分の深さが5〜300μmの範囲とすることが望ましい。これは、除去部分の深さが5μm未満の場合には、当該内部電極が外部電極と導通するおそれが生じること、および除去部分の深さは300μmで十分で、これを超えて除去しても効果に顕著な差異が認められないことによる。
なお、他方端面への露出部分を除去した後の空隙に絶縁体を充填する場合には、絶縁体により、当該内部電極と外部電極との間の絶縁が確保されるため、除去部分の深さをそれほど大きくとらなくても十分な絶縁信頼性を確保することができる。
また、絶縁体としては、種々の有機系樹脂、無機系絶縁材などの種々の材料を用いることが可能である。
セラミック層を介して互いに対向する複数対の内部電極の一部であって、一方の内部電極が一方端面に露出し、他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が他方端面に露出し、一方端面に露出しない第1の内部電極対と、
セラミック層を介して互いに対向する複数対の内部電極の一部であって、一方の内部電極および他方の内部電極がセラミック層を介してショートした部分を有し、かつ、一方の内部電極が一方端面に露出し、他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が他方端面に露出せず、一方端面にも露出しない第2の内部電極対と
を備えた構成としているので、内部電極間にショートが生じている場合にも、当該内部電極を介して一方端面側の外部電極と他方端面側の外部電極間がショートすることを確実に防止することが可能で、良品として所望の特性を発揮させることが可能になる。
したがって、本願発明(請求項4)の発明にかかる積層セラミックコンデンサは、信頼性が高く、しかも歩留まりよく製造することが可能で経済性にも優れている。
そして、これらの原料を、目的とする組成物から、BaTiO3と酸化物ガラスを除いた組成となるように秤取し、PSZボールを用いたボールミルにて湿式混合して乾燥した後、1000℃で仮焼を行い、仮焼物を得た。
この仮焼物を再び、PSZボールを用いたボールミルにより十分に湿式混合・粉砕し、粉砕物を得た。
それから、粉砕物を乾燥した後、BaTiO3と酸化物ガラスを添加し、非還元性誘電体磁器組成物を得た。
次に、このセラミック原料スラリーに有機系バインダ可塑剤を添加した後、ドクターブレード法によってシート成形を行い、焼成後の厚みが1.7μmとなるセラミックグリーンシートを得た。
そして、脱脂後のセラミック積層素子1を、1.0×10-7Mpa以下の酸素分圧中において200℃/時間の速度で昇温し、1300℃の温度で、酸素分圧1.0×10-11Mpaの雰囲気中で所定時間保持した後、酸素分圧1.0×10-7Mpa以下の雰囲気中で室温まで200℃/時間の速度で降温した。
また、比較のため、内部電極間にショートがある場合にも、セラミック積層素子の端面に露出した内部電極の端部を除去する処理を施していない積層セラミックコンデンサ(その他の構成は上記実施例1の場合と同様)を作製し、この積層セラミックコンデンサ(比較例)についても絶縁抵抗および静電容量を測定し、ショート不良と静電容量不良の発生状態を調べた。
その結果を表1に示す。
なお、実施例の積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極間にショートが発生した場合、セラミック積層素子の端面に露出した内部電極のうち、ショートした内部電極の端部が除去されるため、静電容量形成用の内部電極がそれだけ減少することになる。しかし、通常、この実施例1の場合のように、500層の内部電極を積層した積層セラミックコンデンサの場合、全内部電極中でショートの発生する内部電極の割合は約1%程度であり、500層の内部電極に対してショートの発生する内部電極の層数は5層(2.5対)程度である。
通常、積層セラミックコンデンサの静電容量のばらつきの許容値(3σ)は±4〜6%程度であり、例えば、K偏差の公差±10%に対しては、目標値に対して4〜6%の余裕があり(センタねらいの場合)、上述の1%程度の有効内部電極層の減少は、静電容量不良に大きな影響を与えることはない。なお、公差5%のJ偏差に対しては、いくらか影響が生じることが考えられるが、その場合にも、従来の内部電極間にショートがある場合に、セラミック積層素子の端面に露出した内部電極の端部を除去する処理を施していない積層セラミックコンデンサに比べて十分な有意性があり、良品率を大幅に向上させることができる。
この積層セラミックコンデンサは、上記実施例1において説明したセラミック積層素子1の、ショートが生じている一対の内部電極3a(13a),3b(13b)のうち、内部電極3b(13b)の他方端面5b側の端部が除去された後に、絶縁体(例えば絶縁樹脂)20が充填されている。その他の構成は上記実施例1の積層セラミックコンデンサの場合と同様であることから重複を避けるため、ここでは説明を省略する。
したがって、セラミック積層素子の内部に、複数の内部電極が互いに対向するように配設され、その一端側が交互にセラミック積層素子の一方端面および他方端面に引き出され、かつ、セラミック積層素子の両端側に、内部電極と導通するように一対の外部電極が配設された構造を有する積層セラミックコンデンサに広く適用することが可能である。
1a 未焼成のセラミック積層素子
2 セラミック層(セラミックグリーンシート層)
3a,3b 内部電極(内部電極パターン)
4a,4b 外部電極
5a セラミック積層素子の端面(一方端面)
5b セラミック積層素子の端面(他方端面)
10 ショート部分
11 ホルダー
12 電解液
13a,13b ショートした内部電極
15 空隙
20 絶縁体
Claims (5)
- 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積層、焼成して、内部にセラミック層を介して複数の内部電極が互いに対向するように配設された、一方端面および他方端面を有するセラミック積層素子であって、互いに対向する複数の前記内部電極のうち一方の内部電極が前記一方端面に露出し、前記他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が前記他方端面に露出し、前記一方端面に露出しないセラミック積層素子を形成する工程と、
前記セラミック積層素子の前記一方端面に、前記一方の内部電極と接続されるようにして、最終製品に残る外部電極を付与する工程と、
前記セラミック積層素子の前記一方端面に付与された前記外部電極に電圧を印加して、セラミック積層素子の前記他方端面に露出した前記他方の内部電極のうち、ショートにより前記一方の内部電極と導通する内部電極の、前記他方端面への露出部分のみを、前記他方端面側から除去する工程と、
前記セラミック積層素子の前記他方端面に外部電極を付与する工程と
を具備する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。 - 前記一方端面の外部電極と導通する内部電極の、前記他方端面への露出部分を、前記他方端面から除去する方法がエッチング法であることを特徴とする請求項1記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
- 前記一方端面の外部電極と導通する内部電極の、前記他方端面への露出部分を除去した後の空隙に絶縁体を充填することを特徴とする請求項1または2記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
- 一方端面および他方端面を有するセラミック積層素子と、
前記セラミック積層素子の内部に、セラミック層を介して互いに対向するように配設された複数対の内部電極と、
前記セラミック積層素子の両端側に、内部電極と導通するように配設された一対の外部電極と、を有し、
前記複数対の内部電極の一部であって、一方の内部電極が前記一方端面に露出し、前記他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が前記他方端面に露出し、前記一方端面に露出しない第1の内部電極対と、
前記複数対の内部電極の一部であって、一方の内部電極および他方の内部電極が前記セラミック層を介してショートした部分を有し、かつ、一方の内部電極が前記一方端面に露出し、前記他方端面に露出せず、かつ、他方の内部電極が前記他方端面に露出せず、前記一方端面にも露出しない第2の内部電極対と
を有することを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記一方端面側の端部または前記他方端面側の端部の少なくとも一方が除去された領域に絶縁体が充填されていることを特徴とする請求項4記載の積層セラミックコンデンサ。
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