JPH06231999A - 内部電極形成方法及び積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大容量積層セラミックコンデンサを安価に製
造すること。 【構成】 フィルム１上に内部電極のパターン状に活性
化処理を行い、無電解メッキによりそのパターン部分の
みに金属箔による内部電極４を形成する。内部電極４が
形成されたフィルム１上にセラミック誘電体層５を形成
する、或いは、キャリアフィルム１０上にセラミック誘
電体層５を形成しそれに内部電極４を転写する事によ
り、セラミックグリーンシート６を作製し、積層を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積層セラミックコンデン
サの内部電極の製造方法及び積層セラミックコンデンサ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、電子機器の小型化、高性能化にと
もなって積層チップコンデンサは、小型化、大容量化へ
の要望がますます増大している。

【０００３】従来、積層セラミックコンデンサは、次の
ようなプロセスを経て製造されている。

【０００４】まず、ドクターブレード等によりシート状
に成形されたセラミックグリーンシートが準備され、そ
の上に、内部電極となる金属、例えばパラジウム、銀−
パラジウム、ニッケル等のペーストが、スクリーン印刷
により１．０〜数μｍの厚みで所定のパターンをもって
形成される。なお、通常、セラミックグリーンシート
は、後で切断されて複数個の積層セラミックコンデンサ
を得ることが意図されており、従って、内部電極となる
部分は、セラミックグリーンシート上において、複数個
の箇所に分布して形成される。

【０００５】次に、上述のように内部電極を形成したセ
ラミックグリーンシートが積層され、プレスすることに
より圧着された後、個々の積層セラミックコンデンサの
為のチップを得るように切断される。その後、上記のチ
ップは焼成され、チップの表面の所定の領域に、外部電
極となる金属ペーストが塗布され、これが焼成されるこ
とによって、積層セラミックコンデンサが完成される。

【０００６】現在、内部電極のパターン形成法として、
大容量、高積層化への要望から薄膜形成法による、厚み
０．１〜１．０μｍの内部電極形成方法が検討されてい
る。薄膜形成法における内部電極のパターン形成法とし
ては、エッチング、所定部分のみを押圧する、或いはマ
スキング等が用いられる（例えば特開昭６４−４２８０
９号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、積層セラミッ
クコンデンサを小型化、大容量化するための工法上の手
段として、上記のセラミックグリーンシートを薄層化
し、内部電極間の距離を短くすることや、規定寸法内で
上記のセラミックグリーンシートをできるだけ多く積層
することが有効である。しかし、内部電極に金属ペース
トを用いた場合、内部電極厚みが大きいためセラミック
グリーンシート上に大きな凸部が存在することになる。
したがって、セラミックグリーンシートを積層し、圧着
する時に、内部電極が形成されていない部分に十分な圧
力がかからず、特に大容量品の場合には、多くのセラミ
ックグリーンシートを積層することになるのでシート間
の接着性が低下し、チップ焼成後、クラックが発生して
しまうといった問題点がある。

【０００８】また、内部電極形成法に薄膜形成法を用い
る場合、一般的にセラミックグリーンシート上ではなく
有機フィルム上に薄膜を形成し、それをセラミックグリ
ーンシート上に転写する、あるいは薄膜電極が形成され
た有機フィルム上に直接セラミックグリーンシートを形
成する方法が採用され、薄膜形成法は蒸着及びスパッタ
ーといった真空系によるものと、無電解メッキによるも
のとの２種類に大別できる。真空系による薄膜形成法の
場合、設備コストが高価であり、また内部電極を形成す
る際のパターン形成法として主にマスキングが採用され
るが、薄膜形成の際にマスク部に不要の金属箔が形成さ
れるため、ターゲットあるいは蒸着源として用いた金属
の利用効率が低くなるという問題がある。無電解メッキ
による薄膜形成法の場合、設備コストは安価であるが、
一般に被メッキ物全体を各処理液に浸漬するため被メッ
キ物である有機フィルム全体に金属箔が析出し、内部電
極パターンを形成する際にエッチングが行われ、レジス
ト塗布、エッチング、レジスト除去の工程が加わるた
め、材料コストが高価になる、また、エッチング工程で
内部電極となる部分も腐食によるダメージを受けるとい
う問題がある。

【０００９】そこで、本発明は上記各種従来技術の課題
に鑑み、内部電極を効率よく安価に作成し、大容量積層
セラミックコンデンサを安価に製造できる、内部電極形
成方法及び積層セラミックコンデンサの製造方法方法を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機フィルム
上に、内部電極となる所定のパターン状に活性化処理を
施した後、その所定部分のみに無電解メッキにより金属
を析出させ、内部電極を形成することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明において、内部電極に無電解メッキによ
る金属箔を用いることから、セラミックグリーンシート
表面の内部電極による凸部は激減し、シート圧着時に、
シート全体に圧力が加わるので、シート間の接着性が向
上する。その結果、より多くのセラミックグリーンシー
トを積層することができる。さらに、内部電極となる所
定のパターン状に活性化処理を施し無電解メッキにより
内部電極を形成することから、エッチング工程が不要と
なり、且つ、無電解メッキ浴に浸漬する際、無電解メッ
キ液は所定部分のみに作用するので、内部電極の材料コ
ストを必要最低限に抑えることができる。

【００１２】以上のことから本発明は、薄膜電極を設備
コスト、材料コスト共に安価に製造することを可能と
し、積層セラミックコンデンサの小型化、大容量化、低
コスト化の要求を容易に満たし得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１４】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例（請求項１、２に対応）にかかる有機フィルム上への
内部電極形成法及び内部電極が埋め込まれたセラミック
グリーンシートの作製法を示したものである。ここで、
１は有機フィルム、２は内部電極となる所定のパターン
状に形成され、パラジウム活性化処理液を含浸させたス
タンプ、３は還元処理浴、４は金属箔からなる内部電
極、５はセラミック誘電体層を示す。

【００１５】まず、図１（ａ）に示すように有機フィル
ム１上に、スタンプ２を用いて所定のパターン状にパラ
ジウム活性化処理液をスタンプし、活性化処理温度の恒
温槽に所定時間放置した。次にこれを水洗した後、図１
（ｂ）に示すように還元処理浴３に所定の時間浸漬し、
先と同様に水洗した後、ヒドラジンあるいはホウ素系の
還元剤を用いた無電解ニッケルメッキ浴に所定の条件で
任意の膜厚が得られる時間浸漬し、図１（ｃ）に示すよ
うな内部電極のパターン状にニッケル箔４が形成された
有機フィルム１を得た。この還元処理、及び無電解メッ
キ工程時には、各処理液は予めパラジウム活性化処理を
施した部分のみに作用する。

【００１６】別途、チタン酸バリウムを主成分とする誘
電体粉末１２０重量部、ポリビニルブチラール樹脂３０
重量部、ブチルカルビトール１５０重量部、フタル酸ジ
オクチル４重量部を配合し、ボールミルで２０時間混練
して、セラミック誘電体層用スラリーを作製し、このス
ラリーを用いてリバースロール法でセラミック誘電体層
５を有機フィルム１の上に形成し所望の大きさに切断し
た。

【００１７】上記のようにして得られたセラミックグリ
ーンシート６の断面図を図１（ｄ）に示す。但し、図で
は厚み方向が強調されている。

【００１８】その後、この内部電極が埋め込まれたセラ
ミックグリーンシート６を複数枚準備し、図２に示すよ
うに転写によって積層を行った。先ずフィルム１１上に
形成された生セラミックからなるベース７上に、内部電
極４が埋め込まれたセラミックグリーンシート６を、そ
の有機フィルム１側を上にして配置し、上部より金型８
で加圧し、内部電極４とセラミック誘電体層５を同時に
転写する。なおこのときの転写は、金型８をヒーター９
で５０〜１２０℃に加熱した状態で、５０〜２００ｋｇ
／ｃｍ²に加圧して行う。転写工程に際し、予め有機フ
ィルム１上にメラミン系樹脂またはエポキシ系樹脂から
なる離形処理層を形成しておくと転写時のセラミックグ
リーンシートの剥離性が向上する。この様にして、有機
フィルム１を剥す。

【００１９】更に、その上に、図１（ｄ）のセラミック
グリーンシート６を載せて、同様の手順で所望の積層数
まで転写を繰り返した後、生セラミックベース７と同程
度の厚みの内部電極が埋め込まれていないセラミックグ
リーンシートを転写し、所望の寸法で切断した後、１３
００℃で焼成した。（表１）は本方法で内部電極厚み
０．１〜１．０μｍ、セラミック誘電体層厚み２〜８μ
ｍ、積層数１５０層で１．６×１．６×３．２ｍｍのチ
ップを作製し、焼結体のクラック発生数を従来法と比較
して示したものである。

【００２０】

【表１】

【００２１】（表１）からも明らかなように本方法は、
内部電極厚み０．１〜１．０μｍ、セラミック誘電体厚
み２〜８μｍの範囲で１５０層以上の積層が可能であ
り、従来法に比べると積層セラミックコンデンサの高積
層化に有効であることが分かる。

【００２２】なお、本実施例では内部電極にニッケル、
セラミック誘電体にチタン酸バリウムを用いた積層セラ
ミックコンデンサについて示したが、本発明は、銅、パ
ラジウム、銀、白金、及び金等無電解メッキが可能な金
属を内部電極とする積層セラミックコンデンサ、例えば
内部電極に銅、セラミック誘電体にニオブ・マグネシウ
ム酸鉛を用いた積層セラミックコンデンサ等についても
同様に適用できる事は言うまでもない。

【００２３】また、本実施例では最初に触媒活性を有す
る金属塩を含む活性化処理液を所定部分にスタンプした
後、還元処理、無電解メッキを行ったが、最初に還元剤
を所定の部分に吸着させ、次いで触媒活性を有する金属
塩を含む活性化処理液に浸漬し、還元剤で処理された部
分のみに触媒活性を有する金属を吸着させた後、無電解
メッキを行う方法、或いは１液性の活性化処理剤を用い
る方法についても同様に適用できる事は言うまでもな
い。

【００２４】（実施例２）次に、別の実施例２（請求項
３に対応）の説明をする。本実施例の製造方法が実施例
１と異なる点は、同一の有機フィルム上に内部電極及び
セラミック誘電体層を設けず、キャリアフィルム上にセ
ラミック誘電体層を形成し、一方で有機フィルム上に先
の実施例と同様に無電解メッキにより内部電極を形成
し、これを先のセラミック誘電体層に転写して、内部電
極が転写されたセラミックグリーンシートを得ることに
ある。本実施例の場合、内部電極が形成されるフィルム
とセラミック誘電体層が形成されるフィルムが別である
ため、離形処理層を設ける際にそれぞれに応じた離形処
理剤が使用でき、転写工程時のフィルムの剥離性が向上
し、セラミックグリーンシートの転写が容易となる。例
えば、先の実施例では無電解メッキを行うために溌水性
の強いシリコン系あるいはフッ素系等の離形処理剤は使
用できなかったが、本実施例ではセラミック誘電体層を
形成するフィルムに溌水性が強い離形処理剤を用いるこ
とが可能となる。さらに、内部電極をセラミック誘電体
層に転写する際、セラミック誘電体層、あるいは内部電
極を形成した有機フィルム上に、フェノール系樹脂また
はケトン系樹脂またはブチラール系樹脂からなる接着層
を形成すると内部電極とセラミック誘電体層との接着性
が向上する。

【００２５】図３は、本発明の第２の実施例にかかるセ
ラミックグリーンシートの作製方法を示すものである。
図３において、図１に示す部分と同一の部分については
同一の番号を付し、製造工程についても同一の工程につ
いては説明を省略する。なお、１０は例えば有機材料等
からなる、キャリアフィルムを示す。

【００２６】先ず、第１の実施例と同様に、図３（ａ）
に示すように有機フィルム１上に内部電極のパターン状
にニッケル箔による内部電極４を形成し、別途、先実施
例と同様にセラミック誘電体層用スラリーを作製し、図
３（ｂ）に示すようにセラミック誘電体層５をシリコン
系樹脂で離形処理されたキャリアフィルム１０上に形成
した。これらを図３（ｃ）に示すように有機フィルム１
及びキャリアフィルム１０が外側になるように重ね合わ
せ、金型８をヒーター９で１００〜１２０℃に加熱しな
がら、５０〜７００ｋｇ／ｃｍ²の圧力で押圧した後、
有機フィルム１を除去しセラミック誘電体層５上に内部
電極４が転写されたセラミックグリーンシート６を作製
した。さらに比較のために、セラミック誘電体層５上に
スクリーン印刷により、ブチラール系樹脂からなる接着
層を形成し、先と同様に転写を行い、内部電極とセラミ
ック誘電体層の接着性を向上したセラミックグリーンシ
ートを作成した。また、接着層を形成する手段として、
マスクフィルムでセラミック誘電体層を覆い、接着剤を
噴霧してもよい。

【００２７】以降の、セラミックグリーンシートの積層
からチップの完成にいたる製造工程は第１の実施例と同
様である。

【００２８】（表２）は本実施例により、内部電極厚み
０．５μｍ、セラミック誘電体層厚み４μｍ、積層数１
５０層で１．６×１．６×３．２ｍｍのチップを作製
し、焼結体のクラック発生数を第１の実施例及び接着層
を形成したものと比較して示したものである。

【００２９】

【表２】

【００３０】（表２）からも明らかなように本発明は、
内部電極を形成する有機フィルムとセラミック誘電体層
を形成するキャリアフィルムにそれぞれに応じた離形処
理層を設けたことで、転写不良によるクラック発生率が
減少し、さらに接着層を設けることでその効果が高くす
ることが出来ることが分かる。

【００３１】なお、本実施例２では、内部電極形成法と
して無電解メッキを用いた例について示したが、請求項
３の本発明には、蒸着、スパッター等の真空系による薄
膜形成法、及びスクリーン印刷等の厚膜形成法による内
部電極形成法についても同様に適用できることは言うま
でもない。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、内部電極を無電解メッキ法より作製すること
で、セラミックグリーンシート表面の凸部を激減させる
ことができる。また、有機フィルムに内部電極のパター
ン状に活性化処理を施し、無電解メッキにより所定の部
分のみ内部電極を形成することで、内部電極形成に必要
な設備コスト、材料コスト共に安価に出来る。よって、
高積層化、薄層化を必要とする大容量積層セラミックコ
ンデンサを安価に製造することが可能となる。

【００３３】また、請求項３の本発明では、内部電極を
形成する有機フィルムとセラミック誘電体層を形成する
キャリアフィルムにそれぞれに応じた離形処理層を設け
たことで、転写時のセラミックグリーンシートの剥離性
が向上し、転写不良によるクラック発生率が減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるセラミックグリ
ーンシートの製造工程図である。

【図２】本発明におけるセラミックグリーンシートの積
層工程図である。

【図３】本発明の第２の実施例におけるセラミックグリ
ーンシートの製造工程図である。

【符号の説明】

１ 有機フィルム ２ 活性化処理液を含浸させたスタンプ ３ 還元処理浴 ４ 金属箔からなる内部電極 ５ セラミック誘電体層 ６ セラミックグリーンシート ７ 生セラミック層からなるベース ８ 金型 ９ ヒーター １０ キャリアフィルム

フロントページの続き (72)発明者 加藤 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機フィルム上に所定のパターン状に活性
   化処理を施し、その所定パターン状部分のみに無電解メ
   ッキにより内部電極となる金属箔を形成する事を特徴と
   する積層セラミックコンデンサの内部電極製造方法。
2. 【請求項２】有機フィルム上に活性化処理液を所定部分
   に塗着或いはスタンプした後、その活性化処理液の規定
   処理温度の恒温槽に規定時間保持し活性化処理を施し、
   前記所定部分のみに無電解メッキにより内部電極となる
   金属箔を形成する事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の内部電極製造方法。
3. 【請求項３】有機フィルム上に形成された内部電極を誘
   電体グリーンシートに転写し、これを複数枚重ねる積層
   セラミックコンデンサの製造方法において、前記内部電
   極を形成する前記有機フィルム上の離形処理層と、前記
   誘電体グリーンシートを形成する前記キャリアフィルム
   上の離形処理層とに用いられる離形剤がそれぞれに応じ
   た異なる離形剤であ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。