JPH06302469A - 積層セラミックコンデンサの内部電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層セラミックコンデンサの内部電極形成方
法において、薄膜電極を歩留まり良く形成することを目
的とする。 【構成】 フィルム１を内部電極のパターンが形成され
たマスク２で被い、所定のパターン状に真空系による薄
膜形成法により０．１μｍの金属薄膜３を形成し、その
後、金属薄膜３に所望の厚みまで無電解メッキを行い、
内部電極５を形成する。さらに、内部電極５が形成され
たフィルム１上にセラミック誘電体層６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６
を形成しておき、それに内部電極５を転写する事によ
り、セラミックグリーンシートを作製し、積層を行う。 【効果】 大容量積層セラミックコンデンサを容易に製
造できる。

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
サの内部電極の形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近時、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に対する小型化、大容量
化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。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６４−４２８
０９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、その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。そして、真空系による
薄膜形成法の場合、パターニングが容易にできる利点が
あるが、薄膜中に大きな内部応力が存在するため、有機
フィルムの変形、さらには有機フィルムからの剥離を伴
い、蒸着膜の取扱いが不便という問題がある。一方、無
電解メッキの場合、薄膜中の内部応力が小さく有機フィ
ルムの変形も少ないが、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り、
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、本発明は上記従来の内部電極の製
造技術の課題に鑑み、内部電極を効率よく作成し、大容
量積層セラミックコンデンサを容易に歩留まり良く製造
できる積層セラミックコンデンサの内部電極の形成方法
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
を内部電極となる所定のパターン状のマスクで被い、所
定の形状に蒸着、スパッタ等の真空系による薄膜形成法
により０．１μｍ以上０．３μｍ以下の金属薄膜を形成
し、その後、所望の膜厚まで無電解メッキを行い、内部
電極を形成する方法である。

【００１１】

【作用】本発明において、内部電極に金属箔を用いるこ
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、予め有機フィルムを内部電極となる所
定のパターンのマスクで被い、真空系による薄膜形成法
によりパターニングされた金属薄膜を形成し、その後、
所望の厚みまで無電解メッキを行い内部電極を形成する
ことから、薄膜中の内部応力が小さいため取扱い性に優
れ、且つ、無電解メッキ浴に浸漬する際、無電解メッキ
液は予め蒸着膜が形成された部分のみに作用するので、
エッチング工程が不要となり、内部電極の腐食によるダ
メージを抑えることができる。以上のことから本発明
は、薄膜電極を容易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、大容量化の要求を容易に
満たし、且つ、歩留まり良く製造することができる。

【００１２】

【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。

【００１３】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例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が形成されたマスク、３
は真空系による薄膜形成法により形成された金属薄膜、
４は無電解メッキ浴、５は真空系及び無電解メッキによ
り形成された金属箔による内部電極、６はセラミック誘
電体層を示す。

【００１４】まず、図１（ａ）に示すように有機フィル
ム１をマスク２で被い、図１（ｂ）に示したように、蒸
着により内部電極のパターン状に０．１μｍのニッケル
薄膜３を形成した。次に、図１（ｃ）に示すように、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４に、この有機フィルム１を所定の条件で
任意の膜厚が得られる時間浸漬して蒸着膜の上に無電解
メッキによるニッケル箔を形成し、図１（ｄ）に示す内
部電極のパターン状に蒸着及び無電解メッキによるニッ
ケル箔５が形成された有機フィルムを得た。

【００１５】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
６を、上記のようにして製造した有機フィルム１の上に
形成し所望の大きさに切断した。このようにして得られ
たセラミックグリーンシートの断面図を図１（ｅ）に示
してある。但し、図では厚み方向が誇張されている。

【００１６】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を複数枚準備し、図２に示すよう
な装置を利用して転写方法によって積層を行った。すな
わち、先ず生セラミックからなるベース７上に内部電極
５が埋め込まれたセラミックグリーンシートの有機フィ
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５とセラミック誘電体層６を同時に転写する。
なおこの時の転写は、金型８をヒーター９０で５０〜１
２０℃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。

【００１７】以後、セラミックグリーンシートを同様の
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、１３００℃で焼成した。（表１）は本方
法で内部電極厚み０．３〜１．０μｍ、セラミック誘電
体層厚み２〜８μｍ、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。

【００１８】

【表１】

【００１９】（表１）からも明らかなように本方法は、
内部電極厚み０．３〜１．０μｍ、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。

【００２０】（実施例２）第２の実施例の形成方法は、
第１の実施例に似ているが、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真空系による
薄膜形成法及び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。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。

【００２１】すなわち、図３は、その第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はキャリアフ
ィルムを示す。

【００２２】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
にニッケル薄膜による内部電極５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６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、図３（ｅ）に示すセラミ
ック誘電体層６上に内部電極５が転写されたセラミック
グリーンシートを作製した。さらに比較のために、セラ
ミック誘電体層６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。接着層を形成す
る手段として、セラミック誘電体層上に接着剤を噴霧し
てもよい。また、接着層は内部電極上に形成しても同様
の効果が認められた。

【００２３】それ以降の、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。

【００２４】（表２）は本第２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。

【００２５】

【表２】

【００２６】（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な
ることが分かる。

【００２７】なお、本発明において、真空系による薄膜
形成法により形成する内部電極の厚みを０．１μｍ以上
０．３μｍ以下に規定したのは、０．１μｍより薄いと
無電解メッキが困難となり、０．３μｍより厚いと成膜
速度の点で生産性に支障が生じるからである。また、薄
膜形成法は、真空系に限定されない。

【００２８】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。

【００２９】

【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、内部電極を薄膜形成法により作製すること
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
ンを形成した後、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、有機フィルムの変形及び薄膜
電極の有機フィルムからの剥離を防ぐことができる。よ
って、高積層化、薄層化を必要とする大容量積層セラミ
ックコンデンサを容易に且つ歩留まり良く製造すること
が可能となる。

【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 内部電極のパターンが形成されたマスク ３ 真空系による薄膜形成法により形成された内部電極 ４ 無電解メッキ浴 ５ 真空系及び無電解メッキによる金属箔からなる内部
電極 ６ セラミック誘電体層 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 鈴木 俊之 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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層セラミックコンデンサの内部電極を
   形成する方法において、有機フィルム上に、薄膜形成法
   により、所定のパターン状に、０．１μｍ以上０．３μ
   ｍ以下の金属薄膜を形成する工程と、その後、所定の膜
   厚まで無電解メッキを行う工程とを備え、内部電極とな
   る金属箔を形成することを特徴とする積層セラミックコ
   ンデンサの内部電極形成方法。