JP7266969B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、サイドマージン部を後付けする積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
特許文献1には、大型の積層セラミックコンデンサが開示されている。このような大型の積層セラミックコンデンサでは、内部電極の交差面積の拡大や積層数の増加によって大容量化が可能である。これにより、積層セラミックコンデンサは、例えば、電解コンデンサに置き換えて利用可能となる。
また、特許文献2には、内部電極を側面に露出させた積層体に、内部電極の周囲の絶縁性を確保するためのサイドマージン部を後付けする技術が開示されている。この技術では、サイドマージン部を薄く形成することが可能となり、内部電極の交差面積を相対的に大きくとることができる。
特開2001-6964号公報 特開2012-209539号公報
サイドマージン部を後付けする技術では、サイズの大きい積層セラミックコンデンサほど、焼成時における積層体とサイドマージン部との収縮挙動の差が大きくなる。これにより、サイドマージン部から積層体の側面に加わる応力による内部電極の変形によって、内部電極のショートが発生しやすくなる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、内部電極のショートの発生を抑制可能な積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る積層セラミック電子部品の製造方法では、第1方向に積層された複数のセラミック層と、上記複数のセラミック層の間に配置された複数の内部電極と、上記第1方向に直交する第2方向を向き、上記複数の内部電極が露出する側面と、を有する積層体が作製される。
上記積層体が焼成される。
焼成された上記積層体の上記側面にサイドマージン部が焼成され、サイドマージン部が焼成される前に、前記サイドマージン部に前記複数の内部電極の酸化を促進する添加剤を添加し、積層体の複数の内部電極の第2方向の端部に酸素を供給しながら熱処理を行って酸化領域が形成される。
この構成では、サイドマージン部を焼成する前に積層体を焼成するため、焼成時に内部電極の変形によるショートが発生しにくい。
上記サイドマージン部が形成された上記積層体の上記複数の内部電極の上記第2方向の端部に酸化領域が形成されてもよい。
この構成では、積層体の側面近傍に酸化領域を形成することにより、内部電極のショートが更に発生しにくくなる。また、サイドマージン部を形成した後に酸化領域を形成するため、酸化領域の寸法を良好に制御可能である。
上記酸化領域の上記第2方向の寸法が10μm以上であってもよい。
この構成では、内部電極のショートの発生を効果的に抑制することができる。
上記積層セラミック電子部品では、上記第1方向の寸法が0.8mm以上であってもよい。
上記積層セラミック電子部品では、上記複数の内部電極の積層数が500層以上であってもよい。
これらの構成では、高性能な積層セラミック電子部品が得られる。
ディップ法によって上記サイドマージン部を形成してもよい。
この構成では、内部電極のショートの発生をより効果的に抑制可能である。
内部電極のショートの発生を抑制可能な積層セラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
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斜視図である。 上記積層セラミックコンデンサのA-A'線に沿った断面図である。 上記積層セラミックコンデンサのB-B'線に沿った断面図である。 上記積層セラミックコンデンサの図3の領域Vを拡大して示す部分断面図である。 上記積層セラミックコンデンサの製造方法を示すフローチャートである。 上記製造方法のステップS01で準備される積層シートの平面図である。 上記製造方法のステップS02を示す積層シートの斜視図である。 上記製造方法のステップS03を示す積層シートの平面図である。 上記製造方法のステップS03を示す積層シートの断面図である。 上記製造方法のステップS03の後の積層体の側面の状態を例示する断面図である。 上記製造方法のステップS05を示す積層体の断面図である。 上記製造方法のステップS06を示す積層体の部分断面図である。 酸化領域の寸法Lとショート率との関係を示すグラフである。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図面には、適宜相互に直交するX軸、Y軸、及びZ軸が示されている。X軸、Y軸、及びZ軸は全図において共通である。
[積層セラミックコンデンサ10の構成]
図1~3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10を示す図である。図1は、積層セラミックコンデンサ10の斜視図である。図2は、積層セラミックコンデンサ10の図1のA-A'線に沿った断面図である。図3は、積層セラミックコンデンサ10の図1のB-B'線に沿った断面図である。
積層セラミックコンデンサ10は、典型的には、大型に構成される。大型の積層セラミックコンデンサ10では、例えば、X軸方向の寸法を1.6~5.7mm程度とし、Y軸及びZ軸方向の寸法を0.8~5.0mm程度とすることができる。また、積層セラミックコンデンサ10の容量は、典型的には、100~1000μF程度である。
大型の積層セラミックコンデンサ10は、大容量が求められる用途に広く利用可能であり、典型的には、電解コンデンサが利用されていた用途に利用可能である。一例として、積層セラミックコンデンサ10は、移動体通信用の据置型の機器に広く用いられている電解コンデンサに置き換えて利用可能である。
積層セラミックコンデンサ10は、セラミック素体11と、第1外部電極14と、第2外部電極15と、を備える。セラミック素体11は、典型的には、X軸方向を向いた2つの端面と、Y軸方向を向いた2つの側面と、Z軸方向を向いた2つの主面と、を有する六面体として構成される。
外部電極14,15は、セラミック素体11の端面を覆い、セラミック素体11を挟んでX軸方向に対向している。外部電極14,15は、セラミック素体11の端面から主面及び側面に延出している。これにより、外部電極14,15では、X-Z平面に平行な断面、及びX-Y平面に平行な断面がいずれもU字状となっている。
なお、外部電極14,15の形状は、図1に示すものに限定されない。例えば、外部電極14,15は、セラミック素体11の端面から一方の主面のみに延び、X-Z平面に平行な断面がL字状となっていてもよい。また、外部電極14,15は、いずれの主面及び側面にも延出していなくてもよい。
外部電極14,15は、電気の良導体により形成されている。外部電極14,15を形成する電気の良導体としては、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、錫(Sn)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)、金(Au)などを主成分とする金属又は合金が挙げられる。
セラミック素体11は、誘電体セラミックスで形成され、積層体16と、サイドマージン部17と、を有する。積層体16は、X軸方向を向いた2つの端面と、Y軸方向を向いた2つの側面Sと、Z軸方向を向いた2つの主面と、を有する。サイドマージン部17は、積層体16の2つの側面Sをそれぞれ被覆している。
積層体16は、X-Y平面に沿って延びる平板状の複数のセラミック層がZ軸方向に積層された構成を有する。積層体16は、容量形成部18と、カバー部19と、を有する。カバー部19は、容量形成部18をZ軸方向上下から被覆し、積層体16の2つの主面を構成している。
容量形成部18は、複数のセラミック層の間に配置され、X-Y平面に沿って延びるシート状の複数の第1内部電極12及び第2内部電極13を有する。内部電極12,13は、Z軸方向に沿って交互に配置されている。つまり、内部電極12,13は、セラミック層を挟んでZ軸方向に対向している。
内部電極12,13は、容量形成部18のY軸方向の全幅にわたって形成され、積層体16の両側面Sに露出している。セラミック素体11では、積層体16の両側面Sを覆うサイドマージン部17によって、積層体16の両側面Sに露出した内部電極12,13を良好に保護することができる。
第1内部電極12はセラミック素体11の一方の端面のみに引き出され、第2内部電極13はセラミック素体11の他方の端面のみに引き出されている。これにより、第1内部電極12は第1外部電極14のみに接続され、第2内部電極13は第2外部電極15のみに接続されている。
このような構成により、積層セラミックコンデンサ10では、第1外部電極14と第2外部電極15との間に電圧が印加されると、第1内部電極12と第2内部電極13との間の複数のセラミック層に電圧が加わる。これにより、積層セラミックコンデンサ10では、第1外部電極14と第2外部電極15との間の電圧に応じた電荷が蓄えられる。
セラミック素体11では、内部電極12,13間の各セラミック層の容量を大きくするため、高誘電率の誘電体セラミックスが用いられる。高誘電率の誘電体セラミックスとしては、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO)に代表される、バリウム(Ba)及びチタン(Ti)を含むペロブスカイト構造の材料が挙げられる。
なお、セラミック層は、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、チタン酸カルシウム(CaTiO)、チタン酸マグネシウム(MgTiO)、ジルコン酸カルシウム(CaZrO)、チタン酸ジルコン酸カルシウム(Ca(Zr,Ti)O)、ジルコン酸バリウム(BaZrO)、酸化チタン(TiO)などの組成系で構成してもよい。
内部電極12,13は、電気の良導体により形成されている。内部電極12,13を形成する電気の良導体としては、典型的にはニッケル(Ni)が挙げられ、この他にも銅(Cu)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)、金(Au)などを主成分とする金属又は合金が挙げられる。
図4は、積層セラミックコンデンサ10の図3の一点鎖線で囲んだ領域Vを拡大して示す部分断面図である。図4は、内部電極12,13のY軸方向の端部を示している。内部電極12,13には、積層体16の側面Sに隣接するY軸方向の両端部に酸化領域12a,13aが形成されている。
酸化領域12a,13aは、内部電極12,13を構成する金属元素を含む酸化物で構成されている。このため、酸化領域12a,13aは、絶縁性を有する。これにより、積層セラミックコンデンサ10では、積層体16の側面S及びその近傍における内部電極12,13のショートの発生を抑制することができる。
絶縁性の酸化領域12a,13aは、容量の形成に寄与しない。このため、酸化領域12a,13aのY軸方向の寸法Lが大きいほど、積層セラミックコンデンサ10の容量が低下する。しかし、容量の大きい大型の積層セラミックコンデンサ10では、酸化領域12a,13aによる容量の低下を誤差範囲内とみなすことができる。
このため、大型の積層セラミックコンデンサ10では、必要な容量を確保できる範囲内で酸化領域12a,13aの寸法Lを大きくすることによって、より確実に内部電極12,13のショートの発生を防止することができる。この観点から、酸化領域12a,13aの寸法Lは、10μm以上であることが好ましい。
なお、図2,3には、積層構造を見やすくするために、内部電極12,13の合計の積層数を8層とかなり少なく示している。しかし、大型の積層セラミックコンデンサ10では、大きい容量を得るために、内部電極12,13の合計の積層数が、500層以上であることが好ましい。
また、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ10の基本構成は、図1~3に示す構成に限定されず、適宜変更可能である。例えば、セラミック素体11及び外部電極14,15の形状は、積層セラミックコンデンサ10に求められるサイズや性能に応じて、適宜決定可能である。
[積層セラミックコンデンサ10の製造方法]
図5は、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ10の製造方法を示すフローチャートである。図6~12は積層セラミックコンデンサ10の製造過程を模式的に示す図である。以下、積層セラミックコンデンサ10の製造方法について、図5に沿って、図6~12を適宜参照しながら説明する。
(ステップS01:セラミックシート準備)
ステップS01では、容量形成部18を形成するための第1セラミックシート101及び第2セラミックシート102と、カバー部19を形成するための第3セラミックシート103と、を準備する。セラミックシート101,102,103は、誘電体セラミックスを主成分とする未焼成の誘電体グリーンシートとして構成される。
セラミックシート101,102,103は、例えば、ロールコーターやドクターブレードなどを用いてシート状に成形される。セラミックシート101,102の厚さは、焼成後の容量形成部18におけるセラミック層の厚さに応じて調整される。セラミックシート103の厚さは適宜調整可能である。
図6は、セラミックシート101,102,103の平面図である。この段階では、セラミックシート101,102,103が個片化されていない。図6には、各積層セラミックコンデンサ10ごとに個片化する際の切断線Lx,Lyが示されている。切断線LxはX軸に平行であり、切断線LyはY軸に平行である。
図6に示すように、第1セラミックシート101には第1内部電極12に対応する未焼成の第1内部電極112が形成され、第2セラミックシート102には第2内部電極13に対応する未焼成の第2内部電極113が形成されている。なお、カバー部19に対応する第3セラミックシート103には内部電極が形成されていない。
内部電極112,113は、焼成後の容量形成部18における内部電極12,13の厚さに応じた厚さで任意の導電性ペーストをセラミックシート101,102に塗布することによって形成することができる。導電性ペーストの塗布方法としは、例えば、スクリーン印刷法やグラビア印刷法を用いることができる。
内部電極112,113には、切断線Lyに沿ったX軸方向の隙間が、切断線Ly1本置きに形成されている。第1内部電極112の隙間と第2内部電極113の隙間とはX軸方向に互い違いに配置されている。つまり、第1内部電極112の隙間を通る切断線Lyと第2内部電極113の隙間を通る切断線Lyとが交互に並んでいる。
(ステップS02:積層)
ステップS02では、ステップS01で準備されたセラミックシート101,102,103を、図7に示すように積層することにより積層シート104を作製する。積層シート104では、容量形成部18に対応する第1セラミックシート101及び第2セラミックシート102がZ軸方向に交互に積層されている。
また、積層シート104では、交互に積層されたセラミックシート101,102のZ軸方向上下面にカバー部19に対応する第3セラミックシート103が積層される。なお、図7に示す例では、第3セラミックシート103がそれぞれ3枚ずつ積層されているが、第3セラミックシート103の枚数は適宜変更可能である。
積層シート104は、セラミックシート101,102,103を圧着することにより一体化される。セラミックシート101,102,103の圧着には、例えば、静水圧加圧や一軸加圧などを用いることが好ましい。これにより、積層シート104を高密度化することが可能である。
(ステップS03:切断)
ステップS03では、ステップS02で得られた積層シート104を、図8に示すようにテープT1で固定した状態で切断線Lx,Lyに沿って切断することにより、未焼成の積層体116を作製する。積層体116は、焼成後の積層体16に対応する。積層シート104の切断には、例えば、押し切り刃や回転刃などを用いることができる。
図9は、押し切り刃200を備える切断装置を用いて積層シート104を切断するプロセスを示す断面図である。押し切り刃200は、図9(A)に示すように、その先端がZ軸方向下方に向けられた状態で、テープT1に固定された積層シート104のZ軸方向上側に配置される。
図9(A)に示す状態から、図9(B)に示すように、押し切り刃200の先端がテープT1に到達するまで、押し切り刃200をZ軸方向下方に移動させて、積層シート104を切断する。そして、図9(C)に示すように、押し切り刃200をZ軸方向上方に移動させて、積層シート104から押し切り刃200を引き抜く。
これにより、積層シート104は、複数の積層体116に個片化される。積層シート104のX軸方向に沿った切断面は、積層体116のY軸方向を向いた側面Sとなる。図10は、ステップS03において個片化された直後の積層体116の側面Sの状態を例示する拡大断面図である。
図10(A)に示す積層体116の側面Sには、押し切り刃200による異物の挟み込みなどによって、傷Hが形成されている。傷Hが形成される過程において、押し切り刃200が積層体116の側面Sに沿って内部電極112,113を引き摺ると、内部電極112,113が傷Hに沿って引き延ばされることにより、展延部R1が形成される。
図10(B)に示す積層体116の側面Sには、図10(A)に示すような傷Hが形成されていない。しかし、この場合にも、押し切り刃200が積層体116の側面Sに沿って内部電極112,113を引き摺ると、内部電極112,113が側面Sに沿って引き延ばされることにより、展延部R2が形成される。
図10(C)に示す積層体116の側面Sには、導電性を有する異物R3が付着している。ステップS03において積層体116の側面Sに付着することが想定される異物R3としては、例えば、切断の過程において内部電極112,113や押し切り刃200などから生じる金属性の異物が挙げられる。
展延部R1,R2が内部電極112,113の一方から他方に到達したり、異物R3が内部電極112,113の双方にわたって付着したりすると、内部電極112,113同士が展延部R1,R2や異物R3を介して接続される。このように、積層体116の側面Sでは、内部電極112,113のショートが発生することがある。
本実施形態では、ステップS03の段階で、積層体116の側面Sにおける内部電極112,113のショートが発生していても、後述するステップS06(酸化領域形成)においてショートを解消させることができる。このため、ステップS03では、積層体116の側面Sにおける内部電極112,113のショートを解消させる必要がない。
(ステップS04:焼成)
ステップS04では、ステップS03で得られた未焼成の積層体116を焼成する。これにより、積層体16が得られる。積層体116の焼成温度は、例えば、チタン酸バリウム系材料を用いる場合には1000~1300℃程度とすることができる。焼成は、例えば、還元雰囲気下、又は低酸素分圧雰囲気下において行うことができる。
このように、本実施形態では、後述するステップS05においてサイドマージン部117を形成する前の積層体116を焼成する。これにより、未焼成の積層体116に含まれる溶剤やバインダを側面Sから良好に除去することができる。したがって、本実施形態では、安定した品質の積層セラミックコンデンサ10を製造可能である。
(ステップS05:サイドマージン部形成)
ステップS05では、ステップS04で焼成された積層体16の側面Sにサイドマージン部17を設けることにより、セラミック素体11を作製する。具体的に、ステップS05では、積層体16の側面Sにディップ法で設けた未焼成のサイドマージン部117を積層体16の側面Sに焼き付ける。
より詳細には、まず、図11(A)に示すように、容器に収容されたセラミックスラリーSLを用意し、テープT2で一方の側面Sを保持した積層体16の他方の側面SをセラミックスラリーSLに対向させる。セラミックスラリーSLにおける溶剤やバインダの含有量などによって、サイドマージン部117の厚さを調整可能である。
次に、図11(A)に示す積層体16を下方に移動させることにより、積層体16の側面SをセラミックスラリーSLに漬ける。その後、図11(B)に示すように、積層体16を側面SにセラミックスラリーSLが付着した状態で引き上げることにより、積層体16の側面Sにサイドマージン部117が形成される。
続いて、積層体16を、図11(B)に示すテープT2とは異なるテープに転写することにより、積層体16の側面SのY軸方向の向きを反転させる。そして、サイドマージン部117が形成されていない積層体16の他方の側面Sにも、上記と同様の要領で未焼成のサイドマージン部117を形成する。
そして、側面Sにサイドマージン部117が形成された積層体16を再焼成する。これにより、サイドマージン部117は、焼結してサイドマージン部17になるとともに、積層体16の側面Sに焼き付けられる。これにより、サイドマージン部17を有するセラミック素体11が得られる。
一般的に、積層体116にサイドマージン部117を設けた後に積層体116及びサイドマージン部117を同時に焼成する方法では、積層体116とサイドマージン部117との収縮挙動の差によって積層体116の側面Sに応力が加わる。これにより、内部電極112,113の変形によるショートが発生しやすくなる。
焼成時における積層体116とサイドマージン部117との収縮挙動の差はZ軸方向において大きくなりやすい。このため、Z軸方向の寸法が0.8mm以上の積層セラミックコンデンサ10でショートが発生しやすく、Z軸方向の寸法が1.25mm以上の積層セラミックコンデンサ10で更にショートが発生しやすい。
つまり、具体的には、1608サイズ(1.6mm×0.8mm×0.8mm)以上の積層セラミックコンデンサ10でショートが発生しやすく、2012サイズ(2.0mm×1.25mm×1.25mm)以上の積層セラミックコンデンサ10で更にショートが発生しやすくなる。
これに対し、本実施形態では、ステップS04で予め焼結させた積層体16に、ステップS05でサイドマージン部17を形成する。つまり、積層体16とサイドマージン部17とが異なる段階で焼結する。したがって、本実施形態では、積層体16とサイドマージン部17との焼結挙動の差が問題とはならない。
このため、本実施形態では、1608サイズ以上、更には2012サイズ以上の大型の積層セラミックコンデンサ10でも、積層体16の側面Sの近傍における内部電極112,113の変形が発生しにくい。これにより、積層体16の側面S及びその近傍におけるショートの発生を抑制することができる。
なお、本実施形態でサイドマージン部117を焼き付ける際には、積層体16の側面Sにサイドマージン部117の収縮による応力が加わる。しかし、セラミックスラリーSLのディップで形成されたサイドマージン部117は柔軟性を有するため、積層体16の側面Sに加わる応力が抑制される。
なお、積層体16の側面Sに未焼成のサイドマージン部117を設ける方法は、ディップ法に限定されない。例えば、セラミックスラリーSLの代わりにセラミックシートを用いてもよい。この場合、積層体16の側面Sでセラミックシートを打ち抜くことにより、積層体16の側面Sにサイドマージン部117を形成してもよい。
(ステップS06:酸化領域形成)
ステップS06では、ステップS05でサイドマージン部17が形成されたセラミック素体11の内部電極12,13に酸化領域12a,13aを形成する。より詳細に、図12に示すように、積層体16の側面Sから内部電極12,13の酸化を進行させることにより、酸化領域12a,13aを形成する。
ステップS06では、図10に示す展延部R1,R2や異物R3などによって積層体16の側面Sにおいて内部電極12,13がショートしている場合であっても、内部電極12,13とともに展延部R1,R2や異物R3も酸化する。これにより、積層体16の側面Sにおける内部電極12,13のショートを解消させることができる。
ステップS06における酸化領域12a,13aの形成方法は、サイドマージン部17に覆われた積層体16の側面Sから内部電極12,13の酸化を進行させることができればよく、特定の構成に限定されない。典型的には、積層体16の側面Sに酸素を供給しながら、セラミック素体11に熱処理を加える構成を採ることができる。
例えば、サイドマージン部17に内部電極12,13の酸化を促進する添加剤を添加することが有効である。この場合、セラミック素体11に熱処理を加えることにより、積層体16の側面Sからの添加剤の拡散に伴って内部電極12,13の酸化を進行し、酸化領域12a,13aが形成される。
一例として、内部電極12,13をニッケルで形成する場合には、サイドマージン部17にニッケルの酸化を促進させる添加剤としてマグネシウムを添加することができる。これにより、内部電極12,13には、ニッケル及びマグネシウムを含む酸化物からなる酸化領域12a,13aが形成される。
このような添加剤を用いた方法では、セラミック素体11に加える熱処理の時間や温度、サイドマージン部17に対する添加剤の添加量などによって、酸化領域12a,13aの寸法Lを制御することができる。これにより、酸化領域12a,13aの寸法Lを10μm以上に調整することができる。
一般的に、サイドマージン部17を形成する前の積層体16では、酸化領域12a,13aの寸法Lの制御が難しい。つまり、積層体16の剥き出しの側面Sから酸素を供給しようとすると、内部電極12,13の広範にわたって急激に酸化が進行するため、酸化領域12a,13aの寸法Lを適切な大きさに留めることが難しい。
この点、本実施形態では、積層体16の側面Sをサイドマージン部17で被覆した後に酸化領域12a,13aを形成することにより、内部電極12,13の酸化を緩やかに進行させることができる。これにより、酸化領域12a,13aの寸法Lをより良好に制御することが可能となる。
なお、内部電極12,13に酸化領域12a,13aを形成するための熱処理は、ステップS05でサイドマージン部117を焼き付ける前に行ってもよい。これにより、1回の熱処理によって、サイドマージン部117の焼き付けと、酸化領域12a,13aの形成と、を一括して行うことができる。
(ステップS07:外部電極形成)
ステップS07では、ステップS06で酸化領域12a,13aが形成されたセラミック素体11のX軸方向両端部に外部電極14,15を形成することにより、図1~3に示す積層セラミックコンデンサ10を作製する。ステップS07における外部電極14,15の形成方法は、公知の方法から任意に選択可能である。
[実施例]
本発明の実施例として、酸化領域12a,13aの寸法Lのみが相互に異なる複数種類の積層セラミックコンデンサ10のサンプルを100個ずつ作製した。いずれのサンプルでも、X軸方向の寸法を20μmとし、Y軸及びZ軸方向の寸法を12.5μmとし、容量を100μFとした。
酸化領域12a,13aの寸法Lが相互に異なるサンプル100個ずつについて、電気抵抗測定を行うことにより、ショートの発生の有無を判定した。そして、酸化領域12a,13aの寸法Lが等しい100個のサンプルのうちショートが発生したサンプルの比率であるショート率を求めた。
図13は、酸化領域12a,13aの寸法Lとショート率との関係を示すグラフである。図13では、ショート率として、酸化領域12a,13aが形成されておらず、つまり酸化領域12a,13aの寸法Lがゼロのサンプルのショート率を1として規格化した相対値を示している。
図13を参照すると、酸化領域12a,13aが形成されておらず、つまり酸化領域12a,13aの寸法Lがゼロのサンプルに対して、酸化領域12a,13aが形成されたサンプルでは低いショート率が得られた。
また、酸化領域12a,13aの寸法Lが大きいサンプルほどショート率が低くなる傾向が見られた。更に、酸化領域12a,13aの寸法Lが10μm未満の領域ではショート率の変化が急激であるのに対し、酸化領域12a,13aの寸法Lが10μm以上の領域ではショート率の変化が緩やかになることがわかった。
これにより、積層セラミックコンデンサ10では、酸化領域12a,13aの寸法Lを10μm以上とすることにより、ショートの発生をより効果的に抑制可能であることが確認された。また、酸化領域12a,13aの寸法Lは、10μmより大きくしてもショート率の大幅な向上が期待できないため、20μm以下に留めることが好ましい。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上記実施形態では積層セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明したが、本発明は一対の外部電極を有する積層セラミック電子部品全般に適用可能である。このような積層セラミック電子部品としては、例えば、チップバリスタ、チップサーミスタ、積層インダクタなどが挙げられる。
10…積層セラミックコンデンサ
11…セラミック素体
12,13…内部電極
12a,13a…酸化領域
14,15…外部電極
16…積層体
17…サイドマージン部
18…容量形成部
19…カバー部
S…側面

Claims (14)

  1. 第1方向に積層された複数のセラミック層と、前記複数のセラミック層の間に配置された複数の内部電極と、前記第1方向に直交する第2方向を向き、前記複数の内部電極が露出する側面と、を有する積層体を作製し、
    前記積層体を焼成し、
    焼成された前記積層体の前記側面にサイドマージン部を焼成し、
    前記サイドマージン部が焼成される前に、前記サイドマージン部に前記複数の内部電極の酸化を促進する添加剤を添加し、前記積層体の前記複数の内部電極の前記第2方向の端部に酸素を供給しながら熱処理を行って酸化領域を形成する
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  2. 請求項1に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記酸化領域の前記第2方向の寸法が10μm以上である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  3. 請求項1又は2に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記積層セラミック電子部品の前記第1方向の寸法が0.8mm以上である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記複数の内部電極の積層数が500層以上である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    ディップ法を用いて前記サイドマージン部を形成する
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記複数の内部電極の前記第2方向の端部から前記複数の内部電極の酸化を進行させることにより前記酸化領域を形成する
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  7. 請求項1から6のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記積層セラミック電子部品の容量は、100μF以上1000μF以下である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記積層体の前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向を向く端面を覆う複数の外部電極を形成し、
    前記複数の外部電極の主成分は、銅(Cu)又はニッケル(Ni)である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記複数のセラミック層は、チタン酸ジルコン酸カルシウムである
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記複数の内部電極の主成分は、銅(Cu)又はニッケル(Ni)である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  11. 請求項1から10のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記酸化領域は、前記複数の内部電極を構成する金属元素を含む酸化物で構成されている
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  12. 請求項1から11のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記積層セラミック電子部品の前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の寸法が1.6mm以上5.7mm以下であり、前記積層セラミック電子部品の前記第1方向及び前記第2方向の寸法が0.8mm以上5.0mm以下である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  13. 請求項1から11のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記積層セラミック電子部品の前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の寸法が1.6mm以上であり、前記積層セラミック電子部品の前記第1方向及び前記第2方向の寸法が0.8mm以上である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
  14. 請求項1から11のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
    前記積層セラミック電子部品の前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の寸法が2.0mm以上であり、前記積層セラミック電子部品の前記第1方向及び前記第2方向の寸法が1.25mm以上である
    積層セラミック電子部品の製造方法。
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US16/414,365 US11551873B2 (en) 2018-05-21 2019-05-16 Method of producing a multi-layer ceramic electronic component
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7266969B2 (ja) * 2018-05-21 2023-05-01 太陽誘電株式会社 積層セラミック電子部品の製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009016796A (ja) 2007-06-08 2009-01-22 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミック電子部品
JP2016048803A (ja) 2015-12-04 2016-04-07 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP2016225603A (ja) 2015-05-29 2016-12-28 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
JP2017059815A (ja) 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2017059820A (ja) 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2017059632A (ja) 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2018067566A (ja) 2016-10-17 2018-04-26 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120602B2 (ja) 1989-10-16 1995-12-20 株式会社村田製作所 積層コンデンサの製造方法
US5144527A (en) * 1989-08-24 1992-09-01 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer capacitor and method of fabricating the same
JP3047708B2 (ja) * 1993-10-20 2000-06-05 株式会社村田製作所 セラミック積層電子部品の製造方法
JPH10199749A (ja) 1997-01-09 1998-07-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層形セラミック電子部品の製造方法
JP3535998B2 (ja) * 1999-03-29 2004-06-07 太陽誘電株式会社 積層セラミック電子部品
JP3463610B2 (ja) 1999-06-21 2003-11-05 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品の製造方法
KR101188032B1 (ko) * 2011-03-09 2012-10-08 삼성전기주식회사 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법
JP5780169B2 (ja) 2011-03-14 2015-09-16 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品の製造方法
JP6370744B2 (ja) 2015-06-24 2018-08-08 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
JP6665438B2 (ja) 2015-07-17 2020-03-13 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP6496270B2 (ja) * 2016-04-14 2019-04-03 太陽誘電株式会社 セラミック電子部品及びその製造方法
JP2018037492A (ja) 2016-08-30 2018-03-08 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
JP7266969B2 (ja) * 2018-05-21 2023-05-01 太陽誘電株式会社 積層セラミック電子部品の製造方法
KR102304250B1 (ko) * 2018-08-01 2021-09-23 삼성전기주식회사 적층형 커패시터

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009016796A (ja) 2007-06-08 2009-01-22 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミック電子部品
JP2010103566A (ja) 2007-06-08 2010-05-06 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミック電子部品
JP2016225603A (ja) 2015-05-29 2016-12-28 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法
JP2017059815A (ja) 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2017059820A (ja) 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2017059632A (ja) 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2016048803A (ja) 2015-12-04 2016-04-07 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ
JP2018067566A (ja) 2016-10-17 2018-04-26 太陽誘電株式会社 積層セラミックコンデンサ及びその製造方法

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