JP4525733B2 - 積層型電子部品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、全体寸法のバラツキを抑制することができる積層型電子部品の製造方法に関する。
下記の特許文献1にも示すように、積層型電子部品の端子電極は、一般に電極ペースト浸漬法により形成される。すなわち、電子部品の素体端部を電極ペースト中に浸漬し、その後に焼き付け処理して形成される。そのため、電子部品の素体端面のみでなく、その近くに位置する素体の側面にも電極ペーストが回り込み、端子電極回り込み部分が形成される。
電子部品のサイズが比較的に大型である場合には、その端子電極回り込み部分の厚みが、電子部品における全体寸法のバラツキには影響しないが、電子部品のサイズが小型化するにつれて、その端子電極回り込み部分の影響が無視できなくなってきている。また、端子電極は電極ペースト浸漬法により形成されることから、端子電極回り込み部分の厚みや長さを制御することは困難であり、バラツキが生じてしまう。
なお、下記の特許文献2では、端子電極の回り込み部分をなくすために、棒状の予備切断積層体を形成した後に、その予備切断積層体の長手方向に沿って端子電極を形成し、その後に、最終切断する方法が開示してある。しかしながら、この方法では、最終切断後の電子部品における端子電極には、端子電極回り込み部分の一部が除去されているが、残存している部分が依然として存在する。
そのため、この残存している端子電極回り込み部分のために、電子部品における全体寸法がバラツキ、寸法不良品が生じやすいという課題があった。また、特許文献2では、電子部品の小型化と共に、極めて細長い予備切断積層体を準備する必要があり、折れやすく、そのハンドリング性に課題を有している。また、極めて細長い予備切断積層体の長手方向に沿って、相互に絶縁されるように二カ所の端子電極を形成する必要があり、その作業が煩雑である。
特開昭63−45813号公報 特開平8−236388号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、端子電極回り込み部分を無くすことが可能であり、端子電極に基づく全体寸法のバラツキを抑制することができ、しかも、予備切断積層体のハンドリング性に優れ、端子電極を容易に形成することができる積層型電子部品の製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明に係る積層型電子部品の製造方法は、
第1内部電極パターンが形成された第1グリーンシートを準備する工程と、
第2内部電極パターンが形成された第2グリーンシートを準備する工程と、
前記第1グリーンシートおよび第2グリーンシートを積層して最終製品の厚みに対応する一次積層体を形成する工程と、
前記一次積層体を積層して二次積層体を形成する工程と、
一方の第1切断面には、前記第1内部電極パターンの端部が行列状に露出し、他方の第2切断面には、前記第2内部電極パターンの端部が行列状に露出するように、前記二次積層体を複数箇所で平行に予備切断し、予備切断積層体を得る工程と、
前記予備切断積層体を焼成する工程と、
前記予備切断積層体における前記第1切断面および第2切断面のそれぞれに、端子電極を形成する工程と、
前記第1切断面および第2切断面に対して略垂直な最終切断面で、しかも行列状に配列された前記第1内部電極パターンの端部を行方向および列方向に分離する最終切断面で、前記予備切断積層体を最終切断する工程と、を有する。
本発明の積層型電子部品の製造方法では、行列状に配列された第1内部電極パターンの端部を行列方向に分離する最終切断面で、端子電極が形成された予備切断積層体を最終切断するので、最終切断面に対応する電子部品の4側面には、端子電極の回り込み部分が形成されない。すなわち、第1切断面と第2切断面に対応する電子部品の両端面にのみ端子電極が形成されている。
したがって、本発明に係る積層型電子部品の製造方法では、電子部品が小型化されても、端子電極回り込み部分が原因となる全体寸法のバラツキが無くなり、寸法不良品を低減することが可能である。
また、予備切断後に形成される予備切断積層体の第1切断面には、第1内部電極パターンの端部が行列状に露出し、他方の第2切断面には、第2内部電極パターンの端部が行列状に露出しており、各切断面は、行方向のみではなく列方向にも拡がりを持っている。そのため、その予備切断積層体は、細長く形成することはできても極端に細くなることはなく、ハンドリング時に折れて破損するおそれが少なく、ハンドリング性に優れている。
また、予備切断積層体の各切断面は、行方向のみではなく列方向にも拡がりを持っている形状を有しているために、その切断面に端子電極を形成するための電極ペーストを均一な厚みで形成することが容易である。さらに、切断後の個々のグリーンチップを焼成する従来の方法に比較して、本発明では、予備切断積層体を焼成するため、焼成炉の中に入れる作業が容易であり、作業性が向上する。また、本発明では、個々のグリーンチップ毎に焼成炉の内部で方向性を揃える必要もない。
好ましくは、前記一次積層体を積層して二次積層体を形成する際に、一次積層体の相互間には、切断用グリーンシートを積層する。切断用グリーンシートを切断することで、切断後の電子部品の寸法精度が向上する。
また、好ましくは、前記切断用グリーンシートには、最終切断用マーキングを形成する。最終切断用マーキングを形成することで、最終切断の精度が向上し、電子部品の寸法精度がさらに向上する。
好ましくは、前記二次積層体を形成する際に、二次積層体における積層方向の少なくとも一方の端部には、切り捨て部分となるマージン用グリーンシートを積層する。マージン用グリーンシートを積層することで、積層方向の端部での切断が容易になる。
また、好ましくは、前記マージン用グリーンシートには、最終切断用マーキングを形成する。最終切断用マーキングを形成することで、最終切断の精度が向上し、電子部品の寸法精度がさらに向上する。
好ましくは、前記マージン用グリーンシートには、予備切断用マーキングを形成する。予備切断用マーキングを形成することで、予備切断の精度が向上する。
本発明では、前記予備切断積層体を形成した後に、当該予備切断積層体に、最終切断用切り溝を形成してもよい。最終切断用切り溝に沿って最終切断を行うことで、最終切断の精度が向上する。
好ましくは、前記第1切断面の長手方向に沿って両側位置に、切り捨て部分が形成されるように、前記第1グリーンシートの上に前記第1内部電極パターンを形成すると共に、前記第2グリーンシートの上に前記第2内部電極パターンを形成する。この切り捨て部分が形成されることで、第1切断面の長手方向に沿って両側位置での最終切断が容易になる。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図、
図2は図1に示す積層セラミックコンデンサを製造するために用いる二次積層体の概略斜視図、
図3は図2に示すIII−III線に沿う概略断面図、
図4は図2に示す二次積層体を予備切断した後の予備切断積層体の一部破断斜視図、
図5は切り溝を形成した予備切断積層体の概略斜視図、
図6は図5に示す予備切断積層体の側面図、
図7は端子電極を形成した後の予備切断積層体の概略斜視図、
図8(A)は図7に示す予備切断積層体を最終切断して得られた積層セラミックコンデンサの斜視図、図8(B)は図8(A)に示すコンデンサの一部破断斜視図、図8(C)および図8(D)は図7に示す予備切断積層体を最終切断して得られた切り捨て部分の斜視図、
図9は本発明の他の実施形態に係る二次積層体の概略斜視図、
図10(A)は図9に示す二次積層体を形成するためのマージン用グリーンシートの斜視図、図10(B)は切断用グリーンシートの斜視図、
図11は図9に示す二次積層体を予備切断した後の予備切断積層体の概略斜視図である。
(第1実施形態)
積層セラミックコンデンサの全体構成
まず、本発明に係る方法により製造される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の全体構成について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ2は、コンデンサ素体4と、第1端子電極6と第2端子電極8とを有する。コンデンサ素体4は、第1内部電極層12および第2内部電極層13を有し、第1内側誘電体層10および第2内側誘電体層11の間に、これらの内部電極層12,13が交互に積層してある。
コンデンサ素体4は、その積層方向の両端面に、外側誘電体層14を有する。交互に積層される一方の第1内部電極層12は、コンデンサ素体4の第1端部の外側に形成してある第1端子電極6の内側に対して電気的に接続してある。また、交互に積層される他方の第2内部電極層13は、コンデンサ素体4の第2端部の外側に形成してある第2端子電極8の内側に対して電気的に接続してある。
内側誘電体層10,11および外側誘電体層14の材質は、特に限定されず、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよび/またはチタン酸バリウムなどの誘電体材料で構成される。各内側誘電体層10,11の厚みは、特に限定されないが、数μm〜数十μmのものが一般的である。また、外側誘電体層14からなる外層部の厚みは、特に限定されないが、好ましくは10〜200μmの範囲である。
端子電極6および8の材質も特に限定されないが、通常、Ni,Pd,Ag,Au,Cu,Pt,Rh,Ru,Ir等の少なくとも1種、又はそれらの合金を用いることができる。通常は、Cu,Cu合金、Ni又はNi合金等や、Ag,Ag−Pd合金、In−Ga合金等が使用される。端子電極6および8の厚みも特に限定されないが、通常10〜50μm程度である。
積層セラミックコンデンサ2の形状やサイズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよい。積層セラミックコンデンサ2が直方体形状の場合は、通常、縦(0.2〜5.7mm)×横(0.1〜5.0mm)×厚み(0.1〜3.2mm)程度である。
本実施形態の積層セラミックコンデンサ2では、従来の積層セラミックコンデンサとは異なり、端子電極6および8におけるコンデンサ素体4の側面への電極回り込み部分60および80が形成されない。すなわち、コンデンサ素体4の両端面にのみ端子電極6,8が形成されている。
積層セラミックコンデンサの製造方法
次に、本発明の一実施形態としての積層セラミックコンデンサ2の製造方法について説明する。
まず、図2に示す二次積層体4aを形成する。この二次積層体4aを形成するために、図3に示すように、第1内部電極パターン12aが形成された第1グリーンシート10aと、第2内部電極パターン13aが形成された第2グリーンシート11aとを交互に積層し、一次積層体20を形成する。
グリーンシート10a,11aを形成するための誘電体用ペーストは、通常、セラミック粉末と有機ビヒクルとを混練して得られた有機溶剤系ペースト、または水系ペーストで構成される。本実施形態では、これらのペーストは、有機溶剤系ペーストであることが好ましい。
なお、有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通常の各種バインダから適宜選択すればよい。
内部電極パターン12a,13aを形成するための内部電極用ペーストは、各種導電性金属や合金からなる導電材、あるいは焼成後に導電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。なお、内部電極用ペーストには、必要に応じて、共材としてセラミック粉末が含まれていても良い。共材は、焼成過程において導電性粉末の焼結を抑制する作用を奏する。
グリーンシート10a,11aは、上記の誘電体用ペーストを用いたドクターブレード法などで形成される。また、グリーンシート10a,11aの各表面に内部電極パターン12a,13aを形成するには、上記の内部電極用ペーストを用いてスクリーン印刷などを行えばよい。
一次積層体20における第1グリーンシート10aは、最終的には図1に示す第1内側誘電体層10となる部分であり、第2グリーンシート11aは、最終的には図1に示す第2内側誘電体層11となる部分である。また、第1内部電極パターン12aは、最終的には図1に示す第1内部電極層12となる部分であり、第2内部電極パターン13aは、最終的には図1に示す第2内部電極層13となる部分である。
図3では、図示の容易化のために、一次積層体20における内部電極層12および13の積層数を少なく図示してあるが、数層から数百層と自由に設定することができる。また、図3では、図1に示す外側誘電体層14となるべきグリーンシートの図示が省略してあるが、一次積層体20における積層方向Zの両端部には、外側誘電体層14となるべきグリーンシートが積層してある。一次積層体20における積層方向Zの厚みは、焼成後において、図1に示すコンデンサ素体4の厚みに対応する。
本実施形態では、一次積層体20は、切断層22を形成するための複数の切断用グリーンシートを介して積層方向Zに所定の積層数で積層される。二次積層体4aにおける一次積層体20の積層数は、特に限定されないが、好ましくは2〜50である。また、二次積層体4aにおける一次積層体20の積層方向Zの両端には、積層方向切り捨て部分24となる複数のマージン用グリーンシートを積層する。
図2および図3に示すように、一次積層体20において、第1内部電極パターン12aと第2内部電極パターン13aとは、パターン12a,13aの長手方向Xに沿って、半パターンずらしてある直線の繰り返しパターンである。
また、パターン12a,13aの長手方向Xと積層方向Zとの双方に垂直である二次積層体4aの長手方向Yに沿って見れば、第1内部電極パターン12aと第2内部電極パターン13aとは、同じピッチ長さの分離した直線パターンである。しかも、これらの第1内部電極パターン12aおよび第2内部電極パターン13aは、一次積層体20毎に、積層方向Zに所定間隔で積層してある積層パターンである。
なお、図2に示すように、これらの第1内部電極パターン12aおよび第2内部電極パターン13aは、二次積層体4aの長手方向Yに沿って両端位置には形成されない領域が存在し、その領域が端部切り捨て部分26となる。
本実施形態では、二次積層体4aを、焼成前の段階で、二次積層体4aの長手方向Yおよび積層方向Zを含む平面に平行な予備切断面30で二次積層体4aを予備切断する。図4に示すように、この予備切断により得られる予備切断積層体4bにおける一方の第1切断面30aには、第1内部電極パターン12aの端部積層パターンが行列状に露出し、他方の第2切断面30bには、第2内部電極パターン13aの端部積層パターンが行列状に露出する。
次に、図5に示すように、予備切断積層体4bにおける第1切断面30aおよび第2切断面30bに対して垂直な少なくとも二つの隣接する側面に、最終切断用切り溝40および42を形成する。最終切断用切り溝40および42は、たとえば切断用ブレード、あるいはレーザ加工などにより形成される。
最終切断用切り溝40および42の位置は、図6に示すように、行列状に配列された第2内部電極パターン13aの端部を行方向および列方向に分離することができるように決定される。なお、図6では、第2内部電極パターン13aのみが図示してあるが、第1内部電極パターン12aに関しても同様である。
最終切断用切り溝40および42を形成した後、あるいは形成する前に、予備切断積層体4bは、脱バインダ処理および焼成処理が行われる。これらの諸条件は特に限定されないが、焼成温度としては、たとえば1000〜1400°Cである。
その後に、図7に示すように、予備切断積層体4bにおける第1切断面30aおよび第2切断面30bに、第1および第2端子電極6および8となる電極ペーストを塗布し、焼き付け処理を行う。焼き付け処理時の温度条件などは、特に限定されない。
電極ペーストを塗布する際には、浸漬法を用いることができる。浸漬法を用いることにより、図7に示すように、第1切断面30aおよび第2切断面30bに対して垂直な積層体4bの側面に、電極回り込み部分60および80が形成される。
図7に示すように、予備切断積層体4bにおける第1切断面30aおよび第2切断面30bに、第1および第2端子電極6および8を形成した後に、切り溝40および42に沿って、ダイヤモンドカッタなどの回転刃で予備切断積層体4bを最終切断する。
その結果、図8(A)〜図8(D)に示すように、両端面にのみ端子電極6,8が形成されている積層セラミックコンデンサ2が得られると共に、電極回り込み部分60および/または80が形成された切り捨て部分24,26が形成される。
本実施形態の積層セラミックコンデンサ2の製造方法では、図6に示すように、行列状に配列された第2内部電極パターン13aの端部を行列方向(ZおよびY方向)に分離する切り溝40および42に沿って予備切断積層体4bを最終切断する。このため、図8(A)に示すように、最終切断面に対応するコンデンサ素体4の4側面には、端子電極の回り込み部分が形成されない。すなわち、コンデンサ2の両端面にのみ端子電極6,8が形成されている。
したがって、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ2の製造方法では、コンデンサ2が小型化されても、端子電極の回り込み部分60および80が原因となる全体寸法のバラツキが無くなり、寸法不良品を低減することが可能である。
また、予備切断後に形成される予備切断積層体4bの各切断面は、行方向Yのみではなく列方向Zにも拡がりを持っている。そのため、その予備切断積層体4bは、行方向Yに沿って細長く形成することはできても極端に細くなることはなく、ハンドリング時に折れて破損するおそれが少なく、ハンドリング性に優れている。
また、予備切断積層体4bの各切断面は、行方向Yのみではなく列方向Zにも拡がりを持っている形状を有しているために、その切断面に端子電極6または8を形成するための電極ペーストを均一な厚みで形成することが容易である。さらに、切断後の個々のグリーンチップを焼成する従来の方法に比較して、本実施形態では、予備切断積層体4bを焼成するため、焼成炉の中に入れる作業が容易であり、作業性が向上する。また、本実施形態の方法では、個々のグリーンチップ毎に焼成炉の内部で方向性を揃える必要もない。
(第2実施形態)
図9に示すように、この第2実施形態では、上述した第1実施形態と異なり、二次積層体4a1が形成された状態で、二次積層体4a1の積層方向Zの上面および長手方向Yの端面に、最終切断用マーキング40aおよび42aが施してある。また、二次積層体4a1の積層方向Zの上面には、予備切断用マーキング30aも形成してある。それら以外は、第1実施形態と同様であり、重複する部分の説明は省略する。
二次積層体4a1の積層方向Zの上面に、予備切断用マーキング30aと最終切断用マーキング40aとを形成するために、この実施形態では、図3に示す積層方向切り捨て部分24を構成するためのグリーンシートとして、図10(A)に示すマージン用グリーンシート24aを用いる。このグリーンシート24aの表面には、図3に示す予備切断面30に対応する位置で、予備切断用マーキング30aが、たとえば電極ペーストのスクリーン印刷法により形成してある。
また、このグリーンシート24aの表面には、図5に示す最終切断用切り溝40に対応する位置で、最終切断用マーキング40aが、予備切断用マーキング30aと同様な方法で同時に形成してある。
さらに、この実施形態では、図9に示すように、二次積層体4a1の長手方向Yの端面に、最終切断用マーキング42aを形成するために、図3に示す切断層22を各々構成するためのグリーンシートとして、図10(B)に示す切断用グリーンシート22aを用いる。このグリーンシート22aの表面には、図7に示す最終切断用切り溝42に対応する位置で、最終切断用マーキング42aが、たとえば電極ペーストのスクリーン印刷法により形成してある。
この第2実施形態では、図9に示す予備切断用マーキング30aに沿って、二次積層体4a1を切断した後に、図11に示す予備切断積層体4b1が得られる。この予備切断積層体4b1には、切り溝を形成することなく、最終切断用マーキング40a,42aが形成してある。その後の製造工程は、図1〜図8(D)に示す第1実施形態と同様である。
本実施形態に係る製造方法では、第1実施形態と同様な作用効果を奏する上に、さらに、次に示す作用効果も奏する。すなわち、本実施形態では、二次積層体4a1を積層法により形成した段階で、自動的に、予備切断用マーキング30aおよび最終切断用マーキング40a,42aが形成される。したがって、切断用切り溝を形成する必要が無くなり、切り溝を形成するための作業が不要になる。
しかも本実施形態では、予備切断および最終切断の精度が向上し、得られる積層セラミックコンデンサの寸法精度がさらに向上する。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、本発明の方法は、積層セラミックコンデンサに限らず、その他の電子部品に適用することが可能である。
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図である。 図2は図1に示す積層セラミックコンデンサを製造するために用いる二次積層体の概略斜視図である。 図3は図2に示すIII−III線に沿う概略断面図である。 図4は図2に示す二次積層体を予備切断した後の予備切断積層体の一部破断斜視図である。 図5は切り溝を形成した予備切断積層体の概略斜視図である。 図6は図5に示す予備切断積層体の側面図である。 図7は端子電極を形成した後の予備切断積層体の概略斜視図である。 図8(A)は図7に示す予備切断積層体を最終切断して得られた積層セラミックコンデンサの斜視図、図8(B)は図8(A)に示すコンデンサの一部破断斜視図、図8(C)および図8(D)は図7に示す予備切断積層体を最終切断して得られた切り捨て部分の斜視図である。 図9は本発明の他の実施形態に係る二次積層体の概略斜視図である。 図10(A)は図9に示す二次積層体を形成するためのマージン用グリーンシートの斜視図、図10(B)は切断用グリーンシートの斜視図である。 図11は図9に示す二次積層体を予備切断した後の予備切断積層体の概略斜視図である。
符号の説明
2… 積層セラミックコンデンサ
4… コンデンサ素体
4a,4a1… 二次積層体
4b,4b1… 予備切断積層体
6… 第1端子電極
8… 第2端子電極
10… 第1内側誘電体層
10a… 第1グリーンシート
11… 第2内側誘電体層
11a… 第2グリーンシート
12… 第1内部電極層
12a… 第1内部電極パターン
13… 第2内部電極層
13a… 第2内部電極パターン
20… 一次積層体
22… 切断層
22a… 切断用グリーンシート
24… 積層方向切り捨て部分
24a… マージン用グリーンシート
26… 端部切り捨て部分
30… 予備切断面
30a… 第1切断面
30b… 第2切断面
60,80… 電極回り込み部分

Claims (8)

  1. 第1内部電極パターンが形成された第1グリーンシートを準備する工程と、
    第2内部電極パターンが形成された第2グリーンシートを準備する工程と、
    前記第1グリーンシートおよび第2グリーンシートを積層して最終製品の厚みに対応する一次積層体を形成する工程と、
    前記一次積層体を積層して二次積層体を形成する工程と、
    一方の第1切断面には、前記第1内部電極パターンの端部が行列状に露出し、他方の第2切断面には、前記第2内部電極パターンの端部が行列状に露出するように、前記二次積層体を複数箇所で平行に予備切断し、予備切断積層体を得る工程と、
    前記予備切断積層体を焼成する工程と、
    前記予備切断積層体における前記第1切断面および第2切断面のそれぞれに、端子電極を形成する工程と、
    前記第1切断面および第2切断面に対して略垂直で、行列状に配列された前記第1内部電極パターンの端部を行方向および列方向に分離する最終切断面で、前記予備切断積層体を最終切断する工程と、を有する積層型電子部品の製造方法。
  2. 前記一次積層体を積層して二次積層体を形成する際に、一次積層体の相互間には、切断用グリーンシートを積層する請求項1に記載の積層型電子部品の製造方法。
  3. 前記切断用グリーンシートには、最終切断用マーキングを形成する請求項2に記載の積層型電子部品の製造方法。
  4. 前記二次積層体を形成する際に、二次積層体における積層方向の少なくとも一方の端部には、切り捨て部分となるマージン用グリーンシートを積層する請求項1〜3のいずれかに記載の積層型電子部品の製造方法。
  5. 前記マージン用グリーンシートには、最終切断用マーキングを形成する請求項4に記載の積層型電子部品の製造方法。
  6. 前記マージン用グリーンシートには、予備切断用マーキングを形成する請求項4または5に記載の積層型電子部品の製造方法。
  7. 前記予備切断積層体を形成した後に、当該予備切断積層体に、最終切断用切り溝を形成する請求項1〜6のいずれかに記載の積層型電子部品の製造方法。
  8. 前記第1切断面の長手方向に沿って両側位置に、切り捨て部分が形成されるように、前記第1グリーンシートの上に前記第1内部電極パターンを形成すると共に、前記第2グリーンシートの上に前記第2内部電極パターンを形成する請求項1〜7のいずれかに記載の積層型電子部品の製造方法。
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