JP5565462B2 - セラミック体およびその製造方法 - Google Patents
セラミック体およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5565462B2 JP5565462B2 JP2012515811A JP2012515811A JP5565462B2 JP 5565462 B2 JP5565462 B2 JP 5565462B2 JP 2012515811 A JP2012515811 A JP 2012515811A JP 2012515811 A JP2012515811 A JP 2012515811A JP 5565462 B2 JP5565462 B2 JP 5565462B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- fired body
- conductor
- electrode layer
- ceramic fired
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 154
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 41
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 41
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 29
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 25
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 17
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 8
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 8
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 22
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 21
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- VLDPXPPHXDGHEW-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-dichlorophosphoryloxybenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1OP(Cl)(Cl)=O VLDPXPPHXDGHEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4-Aminophenyl ether Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
- H01C7/008—Thermistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/01—Manufacture or treatment
- H10N30/05—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes
- H10N30/053—Manufacture of multilayered piezoelectric or electrostrictive devices, or parts thereof, e.g. by stacking piezoelectric bodies and electrodes by integrally sintering piezoelectric or electrostrictive bodies and electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/50—Piezoelectric or electrostrictive devices having a stacked or multilayer structure
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/87—Electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals
- H10N30/872—Connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. external electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/0006—Printed inductances
- H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
- H01F27/292—Surface mounted devices
Description
本発明は、一般的にはセラミック体およびその製造方法に関し、特定的には、例えば、積層セラミックコンデンサ等のチップ型のセラミック電子部品およびその製造方法に関するものである。
従来から、セラミック体の一例である積層セラミックコンデンサは、以下のようにして製造される。
まず、セラミック原料粉末を含むスラリーを準備する。このスラリーをシートに成形し、セラミックグリーンシートを作製する。セラミックグリーンシートの表面上には、内部電極層の原材料である導電性ペーストを所定のパターンに従って塗布する。この導電性ペーストは、金属粉末、溶剤およびワニスから構成される。
次に、導電ペーストが塗布された複数のセラミックグリーンシートを積層し、熱圧着することにより、一体化された生の積層体を作製する。この生の積層体を焼成することにより、セラミック積層体を作製する。このセラミック積層体の内部には、複数の内部電極層が形成されている。内部電極層の一部の端面は、セラミック積層体の外部表面に露出している。
次に、内部電極層の一部の端面が露出したセラミック積層体の外表面の上に、外部電極層の原材料である導電性ペーストを塗布した後、焼き付ける。この導電性ペーストは、金属粉末、ガラスフリット、溶剤およびワニスから構成される。これにより、特定の内部電極層に電気的に接続されるように、セラミック積層体の外表面の上に外部電極層が形成される。
最後に、はんだ付け性能を高めるために、必要に応じて外部電極層の表面にめっき層を形成する。
上記の製造工程において、たとえば、外部電極層の表面にめっき層を形成する場合に、外部電極層に存在する微細な空隙から水分が浸入する。また、セラミック体の一例である積層セラミックコンデンサを高湿環境下で使用した場合にも、外部電極層に存在する微細な空隙から水分が浸入する。このように外部電極層から浸入した水分が、セラミック積層体の内部に存在する内部電極層とセラミック層との間の界面の微細な空隙に水分が到達することにより、絶縁抵抗の低下を引き起こすという問題がある。
そこで、たとえば、特開２００１−１０２２４７号公報（以下、特許文献１という）では、上記の問題を解決するためのチップ型電子部品の構成が提案されている。特許文献１で提案されたチップ型電子部品は、矩形状セラミック基体の両端部に厚膜下地導体層、表面めっき層からなる外部端子電極を形成してなるチップ型電子部品において、外部端子電極に、撥水性を有する部材を含浸させている。このようにすることにより、チップ型電子部品を湿度の高い場所に放置した場合も、外部端子電極のポーラス部分に水分が浸入することを抑制している。その結果、水分が表面めっき層、厚膜下地導体層を通って、電子部品素体に到達するのが防止されている。
また、たとえば、特開平２−３０１１１３号公報（以下、特許文献２という）では、上記の問題を解決するための積層セラミック電子部品の構成とその製造方法が提案されている。特許文献２で提案された積層セラミック電子部品は、セラミック積層体内または外部電極内の隙間、ポア、ピンホール等の欠陥を無機酸化物で埋めたものである。また、特許文献２で提案された積層セラミック電子部品の製造方法は、セラミック積層体またはセラミック積層体に外部電極を形成した後、これを金属アルコキシド等の有機金属溶液中に浸漬してセラミック積層体内または外部電極内の隙間、ポア、ピンホール等の欠陥内に有機金属を含浸させた後、加熱することにより有機金属を無機酸化物に分解するものである。このようにすることにより、水分が上記の隙間やポアに浸入することを抑制している。
特許文献１に記載されたチップ型電子部品の構成では、外部端子電極に撥水性の物質が残留する。このため、後工程でめっき層を形成する場合に、外部端子電極の表面においてめっき析出不良が発生しやすくなり、はんだ付けでチップ型電子部品を基板等に実装する場合に不良が発生する場合がある。
また、特許文献１に記載されたチップ型電子部品の構成では、外部端子電極に残留する撥水性物質の量が少なければ、電子部品素体へ水分が浸入するのを抑制する効果が得られず、外部端子電極に残留する撥水性物質の量が多ければ、めっき析出不良が発生する。このため、外部端子電極に、撥水性を有する部材を含浸させるための処理条件を制御することが困難である。
一方、特許文献２では、セラミック積層体を金属アルコキシド等の有機金属溶液中に浸漬してセラミック積層体内または外部電極内の隙間等の欠陥内に無機酸化物を埋め込んでいる。しかし、この方法では、ナノレベルの微細な空隙にまで無機酸化物を充填することができないので、水分が空隙に浸入するのを抑制する効果が不十分である。
そこで、本発明の目的は、内部に導電体を含むセラミック体において導電体とセラミック体の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能なセラミック体およびその製造方法を提供することである。
本発明に従ったセラミック体は、内部に導電体を含むセラミック体であって、導電体とセラミック体の間の空隙にポリマーが充填されている。
このように構成することにより、内部に導電体を含むセラミック体において導電体とセラミック体の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。
本発明に従ったセラミック体の製造方法は、内部に導電体を含むセラミック体の製造方法であって、以下のステップを備える。
（ａ）導電体とセラミック体の間の空隙に、モノマーを含む超臨界流体を浸入させるステップ。
（ｂ）モノマーを重合させることにより、導電体とセラミック体の間の空隙にポリマーを充填するステップ。
本発明のセラミック体の製造方法において用いられる超臨界流体は、液体のように高い溶解力を有するため、超臨界流体にモノマーを溶解させることができる。また、超臨界流体は、気体のように高い拡散係数を有し、浸透性に優れるので、モノマーが溶解した超臨界流体を、ナノレベルの微細な空隙にまで浸入させることができる。
これにより、導電体とセラミック体の間の空隙に、モノマーを含む超臨界流体を浸入させるステップにおいて、モノマーが溶解した超臨界流体を、導電体とセラミック体の間に存在するナノレベルの微細な空隙にまで浸入させることができる。そして、モノマーを重合させることにより、導電体とセラミック体の間の空隙にポリマーを充填するステップにおいて、ポリマーを、導電体とセラミック体の間に存在するナノレベルの微細な空隙にまで充填させることができる。
したがって、内部に導電体を含むセラミック体において導電体とセラミック体の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。
本発明のセラミック体の製造方法において、超臨界流体は、超臨界状態の二酸化炭素であることが好ましい。
二酸化炭素は、臨界温度３１．１℃、臨界圧力７．３８Ｍｐａであり、この臨界温度以上でかつ臨界圧力以上では超臨界状態になる。このため、二酸化炭素は、比較的温和な条件で超臨界状態にすることができる。また、超臨界状態の二酸化炭素は、毒性もなく、化学的に不活性であるので、高純度なものが安価に入手できるので利用しやすい。さらに、超臨界状態の二酸化炭素は、常温常圧にすることにより、大気中に含まれている状態の二酸化炭素になる。このため、導電体とセラミック体の間の空隙に浸入した超臨界状態の二酸化炭素を常温常圧にして大気中に放出することにより、容易に除去することができる。
また、本発明のセラミック体の製造方法において、セラミック体は、積層された複数のセラミック層と、この複数のセラミック層の間に介在した導電体層とを含むセラミック積層体であることが好ましい。
この場合、セラミック積層体からなるセラミック電子部品の製造方法に本発明の製造方法を適用することができる。たとえば、本発明の製造方法を適用すると、セラミック積層体を含む電子部品において、外部電極層を形成する前に、ポリマーを、導電体とセラミック体の間に存在するナノレベルの微細な空隙にまで充填させることによって、導電体とセラミック体の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。したがって、外部電極層の表面にめっき析出を阻害する物質が残留することがない。これにより、後工程でめっき層を形成する場合に、外部端子電極の表面においてめっき析出不良が発生することもなく、はんだ付けでチップ型電子部品を基板等に実装する場合に不良が発生することもない。
さらに、セラミック積層体において、導電体層とセラミック層の間の界面が露出している場合、本発明の製造方法を適用することによって、導電体とセラミック体の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。
また、本発明のセラミック体の製造方法において、モノマーを重合させることにより得られたポリマーが、ポリイミドであることが好ましい。
以上のように本発明によれば、内部に導電体を含むセラミック体において導電体とセラミック体の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。これにより、たとえば、チップ型の積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品の製造方法に本発明を適用することによって、絶縁抵抗の低下を防止することができ、積層セラミック電子部品の信頼性を向上させることができる。
まず、本発明のセラミック体の一例である積層セラミックコンデンサについて説明する。図１と図２は一般的な積層セラミックコンデンサの製造工程を示す断面図である。
まず、セラミック原料粉末を含むスラリーを準備する。このスラリーをシートに成形し、セラミックグリーンシートを作製する。セラミックグリーンシートの表面上には、内部電極層の原材料である導電性ペーストを所定のパターンに従って塗布する。この導電性ペーストは、金属粉末、溶剤およびワニスから構成される。
次に、導電性ペーストが塗布された複数のセラミックグリーンシートを積層し、熱圧着することにより、一体化された生の積層体を作製する。図１に示すように、この生の積層体を焼成することにより、セラミック体としてのセラミック積層体１０を作製する。このセラミック積層体１０の内部には、内部の導電体として複数の内部電極層１１が形成されている。内部電極層１１の一部の端面は、セラミック積層体１０の外部表面に露出している。
次に、図２に示すように、内部電極層１１の一部の端面が露出したセラミック積層体１０の外表面の上に、導電性樹脂を付着させる。これにより、特定の内部電極層１１に電気的に接続されるように、セラミック積層体１０の外表面の上に外部電極層１２が形成される。
最後に、はんだ付け性能を高めるために、必要に応じて外部電極層１２の表面に第１と第２のめっき層１３、１４を形成する。
このようにして製造された積層セラミックコンデンサ１は、たとえば、ＢａＴｉＯ3系化合物を含む直方体状のセラミック積層体１０を備えている。セラミック積層体１０は、複数の（図では一例として６つの）積層されたセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆと、複数のセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ間の界面に沿って形成された複数の（図では一例として５つの）内部電極層１１とを備えている。内部電極層１１は、セラミック積層体１０の外表面にまで到達するように形成されている。セラミック積層体１０の一方の端面にまで引き出される内部電極層１１と他方の端面にまで引き出される内部電極層１１とが、セラミック積層体１０の内部において、誘電体セラミック層を介して静電容量を取得できるように交互に配置されている。なお、内部電極層１１の導電材料は、コスト低減の点から、ニッケルまたはニッケル合金であることが好ましい。
前述した静電容量を取り出すために、セラミック積層体１０の外表面上であって、端面上には、内部電極層１１のいずれか特定のものに電気的に接続されるように、外部電極層１２が形成されている。外部電極層１２に含まれる導電材料としては、内部電極層１１の場合と同じ導電材料を用いることができ、さらに、銀、パラジウム、銀−パラジウム合金なども用いることができる。外部電極層１２は、導電性樹脂から形成される。なお、上記の説明では外部電極層１２として導電性樹脂からなる電極層の例を示したが、外部電極層１２は、導電性樹脂からなる電極層に限定されず、スパッタリングによって形成される薄膜外部電極でもよく、めっきによって形成される電極でもよく、その他の形成方法による電極でもよい。
また、外部電極層１２上には、必要に応じて、ニッケル、銅などからなる第１のめっき層１３が形成され、さらにその上には、半田、錫などからなる第２のめっき層１４が形成される。
本発明のセラミック体の製造方法は、図１と図２に示される積層セラミックコンデンサの製造工程の間に適用される。
まず、本発明のセラミック体の製造方法は、図１に示されるように、導電体としての内部電極層１１と、セラミック体としてのセラミック積層体１０の間の空隙に、モノマーを含む超臨界流体、たとえば、超臨界状態の二酸化炭素を浸入させる。具体的には、上記の製造工程は、超臨界流体を保持することが可能な所定の耐熱耐圧容器等の内部で行われる。
次に、モノマーを重合させることにより、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間の空隙にポリマーを充填する。
上記で用いられる超臨界流体は、液体のように高い溶解力を有するため、超臨界流体にモノマーを溶解させることができる。また、超臨界流体は、気体のように高い拡散係数を有し、浸透性に優れるので、モノマーが溶解した超臨界流体を、ナノレベルの微細な空隙にまで浸入させることができる。
これにより、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間の空隙に、モノマーを含む超臨界流体を浸入させるステップにおいて、モノマーが溶解した超臨界流体を、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間に存在するナノレベルの微細な空隙にまで浸入させることができる。そして、モノマーを重合させることにより、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間の空隙にポリマーを充填するステップにおいて、ポリマーを、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間に存在するナノレベルの微細な空隙にまで充填させることができる。このとき、モノマーが溶解した超臨界流体は微細な空隙に浸入することができるが、モノマーを重合させることにより生成されたポリマーは超臨界流体に溶解しなくなり、空隙を閉塞する。なお、超臨界流体は、モノマーを重合させた後に除去すればよい。
したがって、内部に導電体を含むセラミック体の一例として、積層セラミックコンデンサ１において内部電極層１１とセラミック積層体１０の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。
本発明のセラミック体の製造方法では、用いられるモノマーに応じて各種の重合法を適用することができる。モノマーの代わりにモノマー前駆体を用いてもよい。
重合開始剤または触媒を溶解した超臨界流体を空隙に浸入させることにより、空隙内に予め重合開始剤または触媒を導入した後に、モノマーを含む超臨界流体を空隙内に浸入させてもよい。モノマーの超臨界流体への溶解度を高めるために助溶剤を用いてもよい。
なお、内部に導電体を含むセラミック体の例としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、積層チップインダクタ、積層圧電素子、多層セラミック基板、積層チップサーミスタなどを挙げることができる。
上述したように、本発明のセラミック体の製造方法において、超臨界流体は、超臨界状態の二酸化炭素であることが好ましい。
二酸化炭素は、臨界温度３１．１℃、臨界圧力７．３８Ｍｐａであり、この臨界温度以上でかつ臨界圧力以上では超臨界状態になる。このため、二酸化炭素は、比較的温和な条件で超臨界状態にすることができる。また、超臨界状態の二酸化炭素は、毒性もなく、化学的に不活性であるので、高純度なものが安価に入手できるので利用しやすい。さらに、超臨界状態の二酸化炭素は、常温常圧にすることにより、大気中に含まれている状態の二酸化炭素になる。このため、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間の空隙に浸入した超臨界状態の二酸化炭素を常温常圧にして大気中に放出することにより、容易に除去することができる。
また、本発明のセラミック体の製造方法において、上述したように、セラミック体は、積層された複数のセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆと、この複数のセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆの間に介在した導電体層としての複数の内部電極層１１を含むセラミック積層体１０であることが好ましい。
この場合、セラミック積層体１０を含むセラミック電子部品、一例として積層セラミックコンデンサ１の製造方法に本発明の製造方法を適用することができる。たとえば、本発明の製造方法を適用すると、セラミック積層体１０を含む電子部品としての積層セラミックコンデンサ１において、外部電極層１２を形成する前に、ポリマーを、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間に存在するナノレベルの微細な空隙にまで充填させることによって、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。したがって、外部電極層１２の表面にめっき析出を阻害する物質が残留することがない。これにより、後工程でめっき層として第１と第２のめっき層１３、１４を形成する場合に、外部端子電極の表面においてめっき析出不良が発生することもなく、はんだ付けでチップ型電子部品を基板等に実装する場合に不良が発生することもない。
さらに、図１に示すようにセラミック積層体１０において、導電体層としての内部電極層１１とセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆの間の界面が露出している場合、本発明の製造方法を適用することによって、内部電極層１１とセラミック積層体１０の間の空隙への水分の浸入をより効果的に防止することが可能になる。
また、本発明のセラミック体の製造方法において、モノマーを重合させることにより得られたポリマーとしては、耐熱性、高温・高湿環境下での絶縁信頼性等に優れるものがよく、ポリイミドが好ましい。
まず、モノマー前駆体として、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）とジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）について、それぞれ、１０ｍｍｏｌ/Ｌのジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）溶液を調製した。
図１に示すようにニッケルからなる内部電極層１１が交互に両端面に露出した、積層セラミックコンデンサ１用の焼成後のセラミック積層体１０（大きさ１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）を１００個作製した。これらのセラミック積層体１０を、内容積が５０ｍｌの耐熱耐圧容器内に入れて密閉した。そして、二酸化炭素ガスを耐熱耐圧容器中に導入し、耐熱耐圧容器内の温度と圧力を高めて二酸化炭素を超臨界状態にし、耐熱耐圧容器内の温度を１２０℃、圧力を２０ＭＰａに保持した。
次に、耐熱耐圧容器内の温度を１２０℃、圧力を２０ＭＰａに保持したままで、ＰＭＤＡのＤＭＦ溶液と、ＯＤＡのＤＭＦ溶液を、それぞれ、０．５ｍＬ/ｍｉｎの流量で、５ｇ／ｍｉｎの流量に調整された二酸化炭素とともに、耐熱耐圧容器内に導入した。
１２０分経過後、ＰＭＤＡのＤＭＦ溶液とＯＤＡのＤＭＦ溶液の耐熱耐圧容器内への導入を停止し、二酸化炭素のみを耐熱耐圧容器内に導入した。この過程で重合が起こっているものと考えられる。
さらに３０分経過後、二酸化炭素の耐熱耐圧容器内への導入を停止した。その後、耐熱耐圧容器内を常温常圧に戻すことにより蒸発した二酸化炭素を耐熱耐圧容器外へ排出させて除去した。二酸化炭素が除去された耐熱耐圧容器からセラミック積層体１０を取り出した。
このようにして、超臨界状態の二酸化炭素に溶解したＰＭＤＡとＯＤＡが、セラミックス素体の微細欠陥部である、内部電極層１１とセラミック積層体１０との間の空隙、すなわち、内部電極層１１とセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆとの間の界面に存在する微細な空隙に行き渡り、欠陥部で重合し、ポリアミド酸（ＰＡＡ）を生成するものと考えられる。さらに、ポリアミド酸（ＰＡＡ）は、イミド化によりポリイミド（ＰＩ）に変化するものと考えられる。
次に、セラミック積層体１０の表面の不要部に付着した生成物（ポリイミド）を除去した後、図２に示すように、内部電極層１１の一部の端面が露出したセラミック積層体１０の外表面の上に、外部電極層１２の原材料である導電性樹脂を付着させた。これにより、特定の内部電極層１１に電気的に接続されるように、セラミック積層体１０の外表面の上に外部電極層１２が形成された。
最後に、はんだ付け性能を高めるために、電界めっき法により、外部電極層１２の表面に、第１のめっき層１３としてニッケル（Ｎｉ）めっき層、第２のめっき層１４としてスズ（Ｓｎ）めっき層を順次形成した。このようにして、積層セラミックコンデンサ１を作製した。
得られた積層セラミックコンデンサ１の断面を観察したところ、セラミックス素体の微細欠陥部である、内部電極層１１とセラミック積層体１０との間の空隙、すなわち、内部電極層１１とセラミック層１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆとの間の界面に存在する微細な空隙が、ポリマーとしてのポリイミドで充填されていることを確認した。
その結果、セラミックス素体の微細欠陥部がポリイミドにより閉塞され、水分の浸入を遮断することができる。これにより、積層セラミックコンデンサ１の耐湿負荷試験において寿命特性が向上する、すなわち、積層セラミックコンデンサ１の信頼性が向上する。
今回開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態と実施例ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
たとえば、チップ型の積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品の製造方法に本発明を適用することによって、絶縁抵抗の低下を防止することができ、積層セラミック電子部品の信頼性を向上させることができる。
１：積層セラミックコンデンサ、１０：セラミック積層体、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ：セラミック層、１１：内部電極層、１２：外部電極層、１３：第１のめっき層、１４：第２のめっき層。
Claims (7)
- 内部に導電体を含むセラミック焼成体であって、
導電体とセラミック焼成体の間の空隙にポリマーが充填されている、セラミック焼成体。 - 内部に導電体を含むセラミック焼成体の製造方法であって、
導電体とセラミック焼成体の間の空隙に、モノマーを含む超臨界流体を浸入させるステップと、
前記モノマーを重合させることにより、前記導電体と前記セラミック焼成体の間の空隙にポリマーを充填するステップとを備えた、セラミック焼成体の製造方法。 - 前記超臨界流体は、超臨界状態の二酸化炭素である、請求項２に記載のセラミック焼成体の製造方法。
- 前記セラミック焼成体は、積層された複数のセラミック層と、この複数のセラミック層の間に介在した導電体層とを含むセラミック積層体である、請求項２または請求項３に記載のセラミック焼成体の製造方法。
- 前記セラミック積層体において、前記導電体層と前記セラミック層の間の界面が露出している、請求項４に記載のセラミック焼成体の製造方法。
- 前記モノマーを重合させることにより得られたポリマーが、ポリイミドである、請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載のセラミック焼成体の製造方法。
- 内部に導電体を含むセラミック焼成体を容器に投入する工程と、
前記セラミック焼成体が投入された容器に二酸化炭素を導入する工程と、
前記容器内の温度と圧力とを高めて二酸化炭素を超臨界状態にする昇温・昇圧工程と、
前記昇温・昇圧工程の後にモノマーを導入することにより空隙にポリマーが充填されたセラミック焼成体を得る工程と、
を備える、セラミック焼成体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012515811A JP5565462B2 (ja) | 2010-05-21 | 2011-05-02 | セラミック体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010117499 | 2010-05-21 | ||
| JP2010117499 | 2010-05-21 | ||
| PCT/JP2011/060511 WO2011145455A1 (ja) | 2010-05-21 | 2011-05-02 | セラミック体およびその製造方法 |
| JP2012515811A JP5565462B2 (ja) | 2010-05-21 | 2011-05-02 | セラミック体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2011145455A1 JPWO2011145455A1 (ja) | 2013-07-22 |
| JP5565462B2 true JP5565462B2 (ja) | 2014-08-06 |
Family
ID=44991566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012515811A Active JP5565462B2 (ja) | 2010-05-21 | 2011-05-02 | セラミック体およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20130076203A1 (ja) |
| JP (1) | JP5565462B2 (ja) |
| CN (1) | CN102893349B (ja) |
| WO (1) | WO2011145455A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016032029A1 (ko) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | 주식회사 와이솔 | 적층형 압전 세라믹 소자 |
| KR101580411B1 (ko) * | 2014-09-22 | 2015-12-23 | 삼성전기주식회사 | 칩 전자부품 및 칩 전자부품의 실장 기판 |
| EP3345228B1 (en) * | 2015-09-02 | 2018-12-26 | Koninklijke Philips N.V. | Actuator device based on an electroactive or photoactive polymer |
| US10770230B2 (en) | 2017-07-04 | 2020-09-08 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multilayer ceramic capacitor and method of manufacturing the same |
| JP7426771B2 (ja) * | 2018-04-11 | 2024-02-02 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| KR102560377B1 (ko) * | 2018-04-25 | 2023-07-27 | 삼성전기주식회사 | 인덕터 |
| KR102603410B1 (ko) * | 2019-06-28 | 2023-11-17 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 적층형 전자부품 및 적층형 전자부품의 제조 방법 |
| KR102262902B1 (ko) * | 2019-08-23 | 2021-06-09 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조 방법 |
| KR20220098620A (ko) * | 2021-01-04 | 2022-07-12 | 삼성전기주식회사 | 적층형 전자 부품 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101547A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-04-14 | Tdk Corp | 電子部品の製造方法および電子部品 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3635759A (en) * | 1969-04-04 | 1972-01-18 | Gulton Ind Inc | Method of eliminating voids in ceramic bodies |
| US4552786A (en) * | 1984-10-09 | 1985-11-12 | The Babcock & Wilcox Company | Method for densification of ceramic materials |
| JPH02148789A (ja) * | 1988-03-11 | 1990-06-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 電子回路基板 |
| JPH0793236B2 (ja) * | 1988-11-16 | 1995-10-09 | 松下電器産業株式会社 | フイルムコンデンサおよびその製造方法 |
| JPH02301113A (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-13 | Tdk Corp | 積層セラミック電子部品およびその製造法 |
| JPH07123097B2 (ja) * | 1990-06-22 | 1995-12-25 | 株式会社村田製作所 | 積層コンデンサの製造方法 |
| KR940010559B1 (ko) * | 1991-09-11 | 1994-10-24 | 한국과학기술연구원 | 적층 세라믹 캐패시터의 제조방법 |
| US5559198A (en) * | 1994-07-08 | 1996-09-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Process for preparing poly(vinyl trifluoroacetate) and poly(vinyltrifluoroacetate/vinyl ester) copolymers in supercritical Co.sub. |
| JPH10208907A (ja) * | 1997-01-28 | 1998-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品とその製造方法 |
| EP0934819A4 (en) * | 1997-08-27 | 2000-06-07 | Toyoda Chuo Kenkyusho Kk | COATED OBJECT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE OBJECT |
| JP2000188228A (ja) * | 1998-12-21 | 2000-07-04 | Murata Mfg Co Ltd | チップ型電子部品 |
| JP3927789B2 (ja) * | 2000-11-13 | 2007-06-13 | 松下電器産業株式会社 | 焼結体の製造方法 |
| JP2006093532A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子部品 |
| US7500397B2 (en) * | 2007-02-15 | 2009-03-10 | Air Products And Chemicals, Inc. | Activated chemical process for enhancing material properties of dielectric films |
| JP4767197B2 (ja) * | 2007-02-27 | 2011-09-07 | 三洋電機株式会社 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| CN101202163B (zh) * | 2007-11-16 | 2010-06-16 | 东莞市易利嘉电子有限公司 | 一种陶瓷电容器的防潮生产工艺 |
-
2011
- 2011-05-02 WO PCT/JP2011/060511 patent/WO2011145455A1/ja active Application Filing
- 2011-05-02 JP JP2012515811A patent/JP5565462B2/ja active Active
- 2011-05-02 CN CN201180024697.0A patent/CN102893349B/zh active Active
-
2012
- 2012-11-16 US US13/678,683 patent/US20130076203A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101547A (ja) * | 2003-08-26 | 2005-04-14 | Tdk Corp | 電子部品の製造方法および電子部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20130076203A1 (en) | 2013-03-28 |
| JPWO2011145455A1 (ja) | 2013-07-22 |
| WO2011145455A1 (ja) | 2011-11-24 |
| CN102893349B (zh) | 2016-01-20 |
| CN102893349A (zh) | 2013-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5565462B2 (ja) | セラミック体およびその製造方法 | |
| JP4561831B2 (ja) | セラミック基板、電子装置およびセラミック基板の製造方法 | |
| JP5439954B2 (ja) | 積層型電子部品およびその製造方法 | |
| JP2010123865A (ja) | セラミック電子部品および部品内蔵基板 | |
| US7751175B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor and method for manufacturing the same | |
| JP5483501B2 (ja) | 伝導性ペースト、これを利用した積層セラミック電子部品及びその製造方法 | |
| KR101444536B1 (ko) | 적층 세라믹 전자 부품 및 그 제조방법 | |
| US11328851B2 (en) | Ceramic electronic component and manufacturing method therefor | |
| JP5195921B2 (ja) | セラミック体の製造方法 | |
| JP2012004480A (ja) | 電子部品の製造方法及び電子部品 | |
| KR101313699B1 (ko) | 적층형 세라믹 전자부품 및 그 제조방법 | |
| JP2011254040A (ja) | チップ型電子部品 | |
| KR102112107B1 (ko) | 전자부품 및 전자부품의 제조 방법 | |
| US20200168400A1 (en) | Multilayer ceramic electronic component | |
| JP2010245095A (ja) | セラミック積層電子部品およびその製造方法 | |
| JP2012028593A (ja) | 積層セラミック電子部品およびその製造方法 | |
| JP2013118357A (ja) | セラミック電子部品及びその製造方法 | |
| JP2006210590A (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製法 | |
| JP2011040604A (ja) | 積層型セラミック電子部品およびその製造方法 | |
| KR20120064865A (ko) | 적층 세라믹 캐패시터 및 그 제조 방법 | |
| JP2012253077A (ja) | 電子部品の製造方法及び電子部品 | |
| JP2017191869A (ja) | 積層セラミックコンデンサの実装構造 | |
| JP2017191880A (ja) | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 | |
| JP2009283744A (ja) | セラミック電子部品の製造方法 | |
| JP2013098533A (ja) | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131210 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20131212 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20131217 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140131 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140520 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140602 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5565462 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |