JPH0221649B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は積層セラミツクコンデンサ及びその製
造方法に関する。

この種の積層セラミツクコンデンサは、第１図
の斜視断面図に示す如く、セラミツク誘電体３内
部の層間に、内部電極１が形成されている。説明
を容易にするため、第１図から外部電極２を取り
除いて、積層されている１対の層のみを取り出し
た分解斜視図を想定し、これを第２図に示す。

このような内部電極１を形成したセラミツク誘
電体３の製造方法については、特開昭53−68853
号公報に従来技術と新しい技術の比較として詳述
している。

即ち、従来この種の積層セラミツクコンデンサ
は、焼成前のグリーンシート上に内部電極を被着
形成させ、これを積み重ねた後に、高温での焼成
処理を行なつて、セラミツク誘電体を生成させ、
かつ積層物を一体化する工法が一般的に用いられ
ている。

従来のこのような積層セラミツクコンデンサで
は、製造の一工程で高温焼成を行なうため、内部
電極としては、白金（Pt）、パラジウム（Pd）な
どの貴金属を使用しており、内部電極の製造コス
トに占める割合が高く、静電容量の大きいもので
は非常に高価になるという欠点があつた。この高
温（1300℃以上）でしかも空気中での焼成により
内部電極が、酸化したり、溶融したり、或はセラ
ミツクと反応するなどの問題が生ずるのを避ける
目的で貴金属が使用されているので、この焼成温
度を下げる試みがなされ、900℃程度で焼成でき
る鉛系のセラミツク組成物が開発された。

しかし、このような、比較的低温で焼成を可能
としたニオブ（Nb）、タングステン（Ｗ）等の原
料を含むセラミツク組成物では、内部電極に貴金
属を使用するセラミツクコンデンサよりは改善さ
れているものの、末だ十分ではなかつた。特に大
容量のセラミツクコンデンサでは必然的に大型化
し各原料の使用量が増えるため、価格低減には限
界があつた。この問題を根本的に解決するには原
理的に知られている関係式 Ｃ＝ε・Ｓ／ｄ ここに Ｃ：静電容量 ε：誘電体の誘電率 Ｓ：対向電極面積 ｄ：誘電体の厚み によつて、誘電体の厚みｄを小さくして、材料を
節減することが当然検討された。

誘電体の厚みｄを小さく、薄くすることは、可
能であつても、積層セラミツクコンデンサでは、
セラミツク誘電体と内部電極とが一体化物となつ
ているため、誘電体の厚みｄを小さくすることは
相対的に内部電極の厚みが増加することとなり、
焼成時に生ずる体積収縮や、焼成後の熱膨張、収
縮のバランスがくずれることが判明した。その結
果、積層物の層剥れやクラツクを生じ、また製品
化されても、電圧を印加すると、圧電効果（ピエ
ゾ効果）と潜在内部応力が相乗し、微小のクラツ
クを生じて、絶縁破壊に至るなど、積層セラミツ
クコンデンサの品質を著しく低下させていた。

したがつて、誘電体の厚みの減少と内部電極の
厚みの減少とは、非常に密接な関係にあり、誘電
体の厚みの減少に伴つて、内部電極の厚みも減少
させなければならない。

一方、内部電極材料は、一般的には貴金属を使
用しているため、これを出来る限り少なく使用す
ることは、誰もが意図するところであるが、現状
では、焼成後2.0μ（ミクロン）から6.0μ（ミクロ
ン）の範囲で生産されている。これは、内部電極
が、ペースト状材料をスクリーン印刷して形成さ
れているため、最小厚みは印刷スクリーンの厚み
によつて制限されることに起因している。第３図
はこれを説明する斜視図であり、スクリーン印刷
の原理を示している。図において、スクリーン４
の網目５からセラミツクシート７の上にペースト
状電極材料６が供給され被着する。この被着され
たペースト状電極材料６の厚みが内部電極の厚み
に該当し、スクリーン４の厚みによつて大きな影
響を受けている。

通常スクリーン４には、絹やステンレス、ナイ
ロン等が用いられており、その厚みは最低でも
25μ（ミクロン）が必要であり、実際にはこの上
にマスクパターンを形成するための乳剤が約10μ
（ミクロン）塗布されるので、35μ（ミクロン）以
上となる。

ペースト状電極材料６は、印刷塗布された後乾
燥され、焼成されるため、その厚みは塗布された
時よりも薄くなるが、ペースト状電極材料の濃度
や、電極金属の種類によつて減小率は異なり、焼
成後の最小平均厚みは前述の如く2.0μから6.0μの
範囲となつている。

本発明の目的は、これら従来の欠点を除去し、
信頼性品質が高く、かつコストの安い積層セラミ
ツクコンデンサおよびその製造方法を提供するこ
とにある。

すなわち、本発明の積層セラミツクコンデンサ
は、高温焼成して形成されるセラミツク誘電体か
らなるコンデンサ素子の内部電極の平均厚みが積
層１層当り0.1μ（ミクロン）以上、1.5μ（ミクロ
ン）以下であることを特徴としており、またその
製造方法は減圧を伴う製造環境で組成が変化しな
い媒体上に所定の電極を形成させた後、この電極
をセラミツクグリーンシート上に転写して内部電
極を形成することを特徴とする。

以下、本発明を実施例によつて図面を用いて詳
細に説明する。

第４図は、本発明の一実施例を説明するために
電極パターンを簡略化した斜視図である。減圧雰
囲気中で組成が変化しない媒体、例えばポリエス
テルフイルムなどの有機フイルムシート１１の上
にテフロンやシリコン等の離型剤を薄く塗布し
（図示省略）、その上に蒸着又はスパツタリング等
の薄膜形成手段によつて0.1μ〜1.5μの電極薄膜８
を形成させる。このようにして出来た電極薄膜付
き有機フイルムシート１１を第６図に示すグリー
ンシート１０の上に反転させて重ね、有機フイル
ムシート１１の電極薄膜８の面がグリーンシート
１０と接触するようにする。セラミツクグリーン
シート１０は第５図に示す如く、予めキヤリアシ
ート９から剥しておく。電極薄膜８とグリーンシ
ート１０とを密着させるには、熱プレス等の適当
な手段を用いる。次に、第８図に示す如く、有機
フイルムシート１１を剥して電極薄膜８の付着し
たグリーンシート１０を得る。なお、セラミツク
グリーンシート１０は、電極薄膜８を付着させて
からキヤリアシート９より剥して形成させてもよ
いのは当然である。こうして得られた電極薄膜付
きのグリーンシートを積み重ねて熱プレスをし
て、第７図ａの如き積層体とする。第７図ａの積
層体Ａ−A′の断面は、第７図ｂのように電極薄
膜８（内部電極）が交互に配置されているのでＢ
−B′の位置を切断し、焼成することによつて積
層セラミツクコンデンサ素子（第１図から外部電
極２を除いた構成の素子）となる。

こうして得られる積層セラミツクコンデンサ素
子の内部電極の厚みは、第４図の有機フイルムシ
ート１１上に形成される電極薄膜８の厚みによつ
て決まるので、既に公知のメタライズドプラスチ
ツクフイルムの電極蒸着技術や薄膜ハイブリツド
ICの抵抗材料のスパツタリング技術を利用する
ことにより、内部電極の厚みを比較的容易にコン
トロールすることができる。この厚みが0.1μより
薄くなると電極断線による容量抜けが多くなり、
1.5μを超えると焼成はんだ付け等の熱衝撃に弱く
なつて良品率が低下する。特にセラミツクグリー
ンシートの厚みが15μ以下のものでは、内部電極
の厚みによつて、良品率が著しく異なり、コンデ
ンサの品質が左右される。

以上、本発明の如く、蒸着又はスパツタリング
等の範膜形成手段によつて内部電極（電極薄膜）
の焼成後の平均厚みを0.1μ以上1.5μ以下とするこ
とが可能となり、その結果セラミツク誘電体の薄
膜化による品質低下を防止出来、かつ高価な内部
電極材料の使用量も少なくできる。さらにセラミ
ツク誘電体の薄膜化（換言すればセラミツクグリ
ーンシートの薄膜化）は、同一の対向電極面積で
あれば、誘電体の厚みが薄くなるのに比例して、
静電容量が大きくなることを意味する。したがつ
て、積層セラミツクコンデンサの小型化に大きく
寄与する。

このように本発明の実施により、積層セラミツ
クコンデンサを安価に、高品質でかつ小型に生
産、供給できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、積層セラミツクコンデンサの断面斜
視図、第２図は、第１図から一対の層のみを想定
して取り出した斜視図、第３図は電極印刷の原理
を示す説明斜視図、第４図乃至第８図は本発明の
実施例を説明する図であり、第４図は電極パター
ンを簡略化した斜視図、第５図はキヤリアシート
からのセラミツクグリーンシートを剥離する状態
を示す斜視図、第６図は、電極薄膜付きの有極フ
イルムをセラミツクグリーンシートに重ねた状態
を示す斜視図、第７図ａ，ｂは積み重ねた積層体
を示す断面図及び斜視図、第８図は、電極薄膜付
きのセラミツクグリーンシートからキヤリアシー
トを剥離する状態を示す斜視図である。 （符号の説明）、１……内部電極、２……外部
電極、３……セラミツク誘電体、４……スクリー
ン、５……（スクリーン）網目、６……ペースト
状電極材料、８……電極薄膜、９……キヤリアシ
ート、１０……セラミツクグリーンシート、１１
……有機フイルムシート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温焼成して形成されるセラミツク誘電体か
   らなるコンデンサ素子の内部電極の平均厚みが積
   層１層当り0.1μ（ミクロン）以上1.5μ（ミクロン）
   以下であることを特徴とする積層セラミツクコン
   デンサ。 ２ 減圧を伴う製造環境で組成が変化しない媒体
   上に0.1μ（ミクロン）以上1.5μ（ミクロン）以下の
   厚みの電極を形成させた後、この電極をセラミツ
   クグリーンシート上に転写して内部電極を形成す
   る工程と、前記電極が転写されたセラミツクグリ
   ーンシートを積み重ねて焼成する工程とを有する
   ことを特徴とする積層セラミツクコンデンサの製
   造方法。