JP7437871B2 - 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
図1は、実施形態に係る積層セラミックコンデンサ100の部分断面斜視図である。図2(A)は、積層セラミックコンデンサ100を上面から見た透視図であり、図2(B)は、図1のA-A線断面図であり、図2(C)は、図1のB-B線断面図である。ここで、図1に示すように、積層セラミックコンデンサ100の長手方向をX方向とし、短手方向をY方向とし、高さ方向をZ方向とする。
まず、誘電体層11の主成分であるセラミック材料の粉末に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、Mg(マグネシウム),Mn(マンガン),V(バナジウム),Cr(クロム),希土類元素(Y(イットリウム),Sm(サマリウム),Eu(ユウロピウム),Gd(ガドリニウム),Tb(テルビウム),Dy(ジスプロシウム),Ho(ホロミウム),Er(エルビウム),Tm(ツリウム)およびYb(イッテルビウム))の酸化物、並びに、Co(コバルト),Ni,Li(リチウム),B,Na(ナトリウム),K(カリウム)およびSiの酸化物もしくはガラスが挙げられる。例えば、まず、セラミック材料の粉末に添加化合物を含む化合物を混合して仮焼を行う。続いて、得られたセラミック材料の粒子を添加化合物とともに湿式混合し、乾燥および粉砕してセラミック材料の粉末を調製する。
次に、得られたセラミック材料の粉末に、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に例えば厚み1.0μm以下の帯状の誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。
カバーシート上にダミー層形成用ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等により印刷することで、ダミー層14aのパターンを配置し、別のカバーシートを積層することにより、カバー層13を形成する。ダミー層形成用ペーストは、ダミー層14bと同じものを用いればよい。積層工程で得られたパターン形成シートの上下にカバー層13を圧着させ、所定チップ寸法(例えば1.0mm×0.5mm)にカットし、250~500℃のN2雰囲気中で脱バインダ処理した後に、外部電極20a,20bの下地層となる金属導電ペーストを、カットした積層体の両端面にディップ法等で塗布して乾燥させる。これにより、積層セラミックコンデンサ100の成型体が得られる。
このようにして得られた成型体を、酸素分圧10-5~10-8atmの還元雰囲気中で1100~1300℃で10分~2時間焼成することで、各化合物が焼結して粒成長する(緻密化する)。このようにして、積層セラミックコンデンサ100が得られる。なお、下地層は、焼成工程後に焼き付けてもよい。
その後、N2ガス雰囲気中で600℃~1000℃で再酸化処理を行ってもよい。
その後、めっき処理工程を実施することによって、めっき層22を下地層21上に順に形成する。以上の工程を経て、積層セラミックコンデンサ100が完成する。
図6(A)は、変形例に係る積層セラミックコンデンサ100Aの部分断面斜視図であり、図6(B)は、図6(A)のB-B線断面図である。積層セラミックコンデンサ100Aは、図6(B)に示すように、サイドマージン16に設けられるダミー層14bが積層方向(Z方向)において連続して設けられている点が、積層セラミックコンデンサ100(図3(C)参照)と異なる。他の構成は、積層セラミックコンデンサ100と同様であるため、詳細な説明を省略する。
原料粉末作製工程では、サイドマージン16を形成するためのサイドマージン材料を用意する。誘電体層11を形成するための誘電体材料の作製工程と同様の工程により得られたチタン酸バリウムのセラミック粉末に、目的に応じて所定の添加化合物を添加する。添加化合物としては、Mn,V,Cr,希土類元素の酸化物、並びに、Co,Ni,Li,B,Na,KおよびSiの酸化物もしくはガラスが挙げられる。なお、サイドマージン材料としてカバー層13と同じ材料を用いてもよい。
誘電体グリーンシートの表面に、内部電極層形成用導電ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等により印刷することで、内部電極層12のパターンを配置する。次に、内部電極層12のパターンが印刷された誘電体グリーンシートを所定の大きさに打ち抜いて、打ち抜かれた誘電体グリーンシートを、基材を剥離した状態で、内部電極層12と誘電体層11とが互い違いになるように、かつ内部電極層12が誘電体層11の長さ方向両端面に端縁が交互に露出して極性の異なる一対の外部電極に交互に引き出されるように、所定層数(例えば200~500層)だけ積層する。
カバーシート上にダミー層形成用ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等により印刷することで、ダミー層14aのパターンを配置し、別のカバーシートを積層することにより、カバー層13を形成する。積層工程で得られたパターン形成シートの上下にカバー層13を圧着させ、所定寸法にカットして、内部電極層12のパターンが1つおきに露出する2端面と、全ての内部電極層12のパターンが露出する2側面とを有する積層体を形成する。
サイドマージン材料に、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に例えば厚み30μm以下の帯状のサイドマージンシートを塗工して乾燥させる。サイドマージンシート上に、ダミー層形成用ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等により印刷することで、ダミー層14bのパターンを配置し、別のサイドマージンシートを積層することによって、サイドマージン積層体を形成する。積層体の全ての内部電極層12のパターンが露出する2側面にサイドマージン16となるサイドマージン積層体を貼り付ける。
11 誘電体層
12 内部電極層
13 カバー層
14a、14b ダミー層
16 サイドマージン
20a,20b 外部電極
21 下地層
22 めっき層
100,100A 積層セラミックコンデンサ
Claims (8)
- セラミックを主成分とする誘電体層と、内部電極層と、が交互に積層され、積層された複数の前記内部電極層が交互に対向する2端面に露出するように形成され、略直方体形状を有する積層チップと、
前記2端面から積層チップの前記2端面以外の4面のうち少なくとも1面にかけて形成された下地層と、前記下地層上に形成され、一部が前記少なくとも1面と接触するめっき層と、から形成される1対の外部電極と、
異なる端面に露出する内部電極層同士が対向する容量領域と前記少なくとも1面との間に、前記めっき層が前記下地層を介さずに前記積層チップと接触する領域と交差するように設けられ、少なくともNiを含む金属または合金を主成分とするダミー層と、
を備え、
前記1対の外部電極は第1の外部電極と第2の外部電極とを含み、
前記ダミー層は、第1のダミー層と、第2のダミー層と、を含み、
前記第1のダミー層は、前記容量領域と前記少なくとも1面との間に、前記第1の外部電極の前記めっき層が前記下地層を介さずに前記積層チップと接触する第1領域と交差するように設けられ、
前記第2のダミー層は、前記容量領域と前記少なくとも1面との間に、前記第2の外部電極の前記めっき層が前記下地層を介さずに前記積層チップと接触する第2領域と交差するように設けられ
前記第1のダミー層と前記第2のダミー層とは、前記2端面の対向方向において互いに離間し、
前記第1のダミー層及び前記第2のダミー層は、前記第1の外部電極及び前記第2の外部電極に電気的に接続されておらず、
前記下地層は、前記積層チップの前記2端面以外の2側面にかけて形成され、前記めっき層は、前記下地層上に形成され一部が前記2側面と接触し、
前記第1のダミー層と前記第2のダミー層とは、前記積層チップにおいて積層された複数の前記内部電極層が前記2端面以外の前記2側面に延びた端部を覆うように設けられたサイドマージンに形成される、
ことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記積層チップの上面及び下面と前記容量領域との間に設けられ、前記誘電体層と主成分が同じであるカバー層を備え、
前記下地層は、前記積層チップの積層方向の前記上面及び前記下面にかけて形成され、前記めっき層は、前記下地層上に形成され一部が前記上面及び前記下面と接触し、
前記第1のダミー層と前記第2のダミー層とは、さらに前記カバー層内にも形成される、
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。 - 前記積層方向において、前記積層チップの前記上面又は前記下面と前記第1のダミー層および前記第2のダミー層との距離をL1とし、前記第1のダミー層および前記第2のダミー層と前記積層方向の最外層の前記内部電極層との距離をL2とした場合に、L1≧10μmおよびL2≧15μmである、
ことを特徴とする請求項2記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記積層チップの前記側面と前記第1のダミー層および前記第2のダミー層の外側の端部との距離をW1とし、前記内部電極層の前記端部と前記第1のダミー層および前記第2のダミー層の前記内部電極層側の前記端部との距離をW2とした場合に、W1≧10μmおよびW2≧15μmである、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記第1のダミー層および前記第2のダミー層は、前記積層チップの積層方向において連続して設けられている、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項記載の積層セラミックコンデンサ。 - 前記下地層はCuを主成分とする、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項記載の積層セラミックコンデンサ。 - 主成分セラミック粒子を含むグリーンシート上に、内部電極層形成用導電ペーストのパターン及びNiを含むダミー層形成用ペーストのパターンを配置する第1工程と、
前記第1工程によって得られた積層単位を、前記パターンの配置位置が交互にずれるように複数積層する第2工程と、
前記第2工程によって得られたセラミック積層体の積層方向の上面及び下面に主成分セラミック粒子を含むカバーシートを配置して焼成する第3工程と、
を含み、
前記ダミー層形成用ペーストのパターンは、第1パターンと第2パターンとを含み、
前記第1パターンは、前記第3工程によって得られる積層チップの2端面から前記積層チップの前記2端面以外の2側面にかけて形成された下地層と、前記下地層上に形成され一部が前記積層チップの前記2側面に接触するめっき層と、から形成される1対の外部電極のうち第1の外部電極の前記めっき層が前記下地層を介さずに前記積層チップと接触する第1領域と交差するように配置され、
前記第2パターンは、前記1対の外部電極のうち第2の外部電極の前記めっき層が前記下地層を介さずに前記積層チップと接触する第2領域と交差するように配置され、
前記第1パターンと前記第2パターンとは、前記2端面の対向方向において互いに離間し、前記第1の外部電極及び前記第2の外部電極と電気的に接続されないように配置される、
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。 - 主成分セラミック粒子を含むグリーンシート上に、内部電極層形成用導電ペーストを配置する第1工程と、
前記第1工程によって得られた積層単位を、前記内部電極層形成用導電ペーストのパターンの配置位置が交互にずれるように複数積層する第2工程と、
主成分セラミック粒子を含む第1のカバーシート上に、Niを含むダミー層形成用ペーストのパターンを配置し、主成分セラミック粒子を含む第2のカバーシートを積層する第3工程と、
前記第2工程によって得られたセラミック積層体の積層方向の上面及び下面に前記第3工程によって得られたカバーシート積層体を配置する第4工程と、
前記第4工程によって得られたセラミック積層体をカットすることによって、前記パターンが1つおきに露出する2端面と、前記パターンの全てが露出する2側面とを形成する第5工程と、
主成分セラミック粒子を含む第1のサイドマージンシート上に、Niを含むダミー層形成用ペーストのパターンを配置し、主成分セラミック粒子を含む第2のサイドマージンシートを積層する第6工程と、
前記第5工程で得られたセラミック積層体の前記2側面に、前記第6工程によって得られたサイドマージン積層体を配置し、積層方向の上面及び下面にカバーシートを配置して焼成する第7工程と、
を含み、
前記ダミー層形成用ペーストのパターンは、第1パターンと第2パターンとを含み、
前記第1パターンは、前記第7工程によって得られる積層チップの2端面から前記積層チップの前記2端面以外の2側面にかけて形成された下地層と、前記下地層上に形成され一部が前記積層チップの前記2側面に接触するめっき層と、から形成される1対の外部電極のうち第1の外部電極の前記めっき層が前記下地層を介さずに前記積層チップと接触する第1領域と交差するように配置され、
前記第2パターンは、前記1対の外部電極のうち第2の外部電極の前記めっき層が前記下地層を介さずに前記積層チップと接触する第2領域と交差するように配置され、
前記第1パターンと前記第2パターンとは、前記2端面の対向方向において互いに離間し、前記第1の外部電極及び前記第2の外部電極と電気的に接続されないように配置される、
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。
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