JPH07120601B2 - 積層コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、積層コンデンサの製造方法に関し、より特定
的には、内部電極と誘電体側面との間のサイドマージン
領域の形成工程が改良された積層コンデンサの製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

コンデンサの小型化・大容量化を果たすために、積層コ
ンデンサが広く用いられている。積層コンデンサは、例
えば第２図（ａ）及び（ｂ）に示すように、内部電極ペ
ースト1,2が塗布されたセラミックグリーンシート3,4を
用意し、それぞれを交互に複数枚積層し、さらに必要に
応じ上下に内部電極ペーストの塗布されていないセラミ
ックグリーンシートを積層し、得られた積層体を厚み方
向に圧着した後に焼成し、内部電極ペースト1,2の引出
されている焼結体端面に外部電極を形成することにより
得られる。

ところで、セラミックグリーンシート3,4上に形成され
ている内部電極ペースト1,2は、各セラミックグリーン
シート3,4の第１の端縁3a,4aから第２の端縁3b,4b側に
向かって延びるように形成されている。また、各内部電
極ペースト1,2は、セラミックグリーンシート3,4の側端
縁3c,3d,4c,4dとの間に、幅ｘのサイドマージン領域５
を残すような幅に形成されている。

サイドマージン領域５を設けているのは、内部電極ペー
スト1,2の上下に位置するセラミックグリーンシート同
士の密着性を高めると共に、内部電極ペースト1,2が焼
結後に焼結体の側面に露出することを防止するためであ
る。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

しかしながら、サイドマージン領域５の幅ｘが広い場合
には、当然のことながら、内部電極ペースト1,2の幅が
狭まり、大容量化を妨げることになる。従って、より小
型化・大容量化を果たすには、サイドマージン領域５の
幅は狭い方が好ましい。

他方、積層コンデンサの量産に際しては、第３図（ａ）
及び（ｂ）に示すように、比較的大きな母セラミックグ
リーンシート6,7を用意し、その一方主面に複数の母内
部電極ペースト8,9を形成したものを交互に複数枚積層
した後に、一点鎖線A,Bに沿って積層体を切断すること
により、個々の積層型誘電体生チップを得、該個々の積
層型誘電体生チップを焼成することにより個々の積層コ
ンデンサ用の焼結体を得ている。

ところが、複数の母内部電極ペースト8,9の印刷に際し
ては、印刷用スクリーンの経時的な変形により印刷ずれ
が生じざるを得ない。また、母内部電極ペースト8,9が
形成された母セラミックグリーンシート6,7の積層に際
しても、幾分かの積層ずれが生じざるを得ない。その結
果、切断後に個々の誘電体生チップにおいて、内部電極
ペーストが誘電体生チップの側面に露出することがあ
る。内部電極ペーストが誘電体生チップの側面に露出す
ると、得られた焼結体において耐圧不良や内部電極同士
の短絡が生じる。

また、上記のようにセラミックグリーンシートに積層ず
れが生じた場合、内部電極同士の重なり面積も小さくな
り、容量値が設計容量よりも低下するおそれがあった。

さらに、露出しないまでも、内部電極が焼結体の側面近
傍にまで至っている場合、すなわち第２図（ａ），
（ｂ）のサイドマージン領域５が狭い場合には、これま
た耐圧不良となったり、上下のセラミック層の密着強度
が十分でなく、焼結後の層剥がれが生じる原因となる。

また、第４図に第２図（ａ）のIV−IV線に沿う断面図で
示すように、セラミックグリーンシート３よりも幅の狭
い内部電極ペースト１を印刷した場合には、内部電極ペ
ースト１の側端縁部分1a,1aにおいて内部電極ペースト
１の厚みが他の部分に比べて厚くなりがちである。その
結果、積層・焼結後に内部電極の側端縁部分においてセ
ラミック層間に層剥がれが生じ易いという問題もあっ
た。

上記のような種々の理由により、サイドマージン領域５
の幅ｘが狭い方が好ましいにも関わらず、従来の積層コ
ンデンサの製造方法では、該幅ｘを必要以上に大きくす
る必要があった。従って、小型化・大容量化の妨げとな
っていた。また、積層ずれによる容量のばらつきや層剥
がれも無視できなかった。

よって、本発明の目的は、従来の積層コンデンサに比べ
て、より一層小型化・大容量化を果たすことが可能であ
り、容量値のばらつきが少なく、かつ比較的簡単な工程
で製造し得る安価な積層コンデンサの製造方法を提供す
ることにある。

〔技術的課題を解決するための手段〕

本発明は、間に内部電極を介在させて複数の誘電体セラ
ミック層が積層されており、前記誘電体セラミック層よ
りも内部電極の幅が狭くされており、それによって内部
電極の側方にサイドマージン領域が設けられた積層コン
デンサの製造方法であり、下記の工程を少なくとも具備
することを特徴とする。

すなわち、厚み方向において重なり合う複数の誘電体セ
ラミック層が該誘電体セラミック層と同じ幅の内部電極
を間に介在させて積層され、かつ一体焼成されており、
この内部電極が、厚み方向において、交互に第1,第２の
端面に引出されている積層型の焼結体を得る工程と、 次に、上記内部電極が引出されている焼結体の第1,第２
の端面に一対の外部電極を形成する工程と、 上記外部電極の形成工程よりも後に、上記内部電極が露
出している焼結体側面を、内部電極を選択的に蝕刻する
薬剤によりエッチングして、内部電極の側端縁部分を除
去することによりサイドマージン領域を形成する工程と
を備えることを特徴とする。

〔作用〕

本発明の製造方法では、積層型の焼結体を得た後に、薬
剤によるエッチングによりサイドマージン領域が形成さ
れる。従って、エッチング条件をコントロールすること
により、サイドマージン領域の幅を正確に形成すること
ができる。よって、内部電極の重なり面積を正確に制御
することができ、ひいては容量ばらつきを低減すること
ができる。

また、誘電体セラミック層と同一幅の内部電極が積層さ
れ、一体焼成されてなる焼結体を用いるものであるた
め、焼成に先立つ積層に際しても積層ずれを考慮して必
要以上にサイドマージン領域の幅を広げる必要がない。
よって、より小型化・大容量の積層コンデンサを得るこ
とができる。

しかも、上記の積層ずれに対する許容度が大きいため、
焼結に先立つ積層作業を容易に行うことができる。

なお、外部電極の形成を上記エッチングによりサイドマ
ージン領域の形成の後に行った場合には、サイドマージ
ン領域の形成に伴って形成された空隙に外部電極材料が
侵入し、短絡や耐圧低下等を引き起こすおそれがある
が、本発明では、外部電極の形成後にサイドマージン領
域形成のためのエッチングを施すものであるため、この
ような問題も生じ難い。

〔実施例の説明〕

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例の製造方法
を説明する。

第５図は、本実施例の製造方法に用いられる誘電体材料
を主体とするセラミックグリーンシート及びその上面に
形成される内部電極ペーストを説明するための分解斜視
図である。矩形のセラミックグリーンシート11,12の上
面に、それぞれ、内部電極ペースト13,14が膜状に形成
されている。

セラミックグリーンシート11,12は、誘電体セラミック
スを主体とするセラミック・スラリーを、例えばドクタ
ーブレード法等により、図示の形状の成形することによ
り得られる。

内部電極ペースト13,14は、導電性材料を有機質バイン
ダと共に混練して成る導電ペーストで構成されている。
導電性材料としては、Ni、Cu、AgまたはAg−Pdのような
種々の金属材料を用い得る。

内部電極ペースト13は、セラミックグリーンシート11の
一方端縁11aから反対側の端縁11b側に向かって延びるよ
うに、かつ端縁11bには至らないように形成されてい
る。また、内部電極ペースト13の幅は、セラミックグリ
ーンシート11の幅と同一とされている。すなわち、セラ
ミックグリーンシート11の両側端縁11c,11d間の全幅に
至る幅に、内部電極ペースト13が印刷されている。

内部電極ペースト14についても、内部電極ペースト13と
同様の平面形状に形成されている。但し、セラミックグ
リーンシート11,12を積層した際に、内部電極ペースト1
3と内部電極ペースト14とが積層体の対向する端面に引
出されるように、内部電極ペースト14の引出されている
セラミックグリーンシート12の一方端縁12aが、セラミ
ックグリーンシート11の上記一方端縁11aと反対側に位
置されている。

第５図に示したセラミックグリーンシート11,12を、交
互に複数枚積層し、さらに最上部に内部電極ペーストが
付与されていないセラミックグリーンシート16を積層す
ることにより、第６図に示す積層型の誘電体生チップ15
を得ることができる。

積層型の誘電体生チップ15では、内部電極ペースト13a
〜13cが生チップ15の第１の端面15aに、他方の内部電極
ペースト14a〜14cが第２の端面15bに引出されている。
また、各内部電極ペースト13a〜13c,14a〜14cは、共
に、誘電体生チップ15の側面15c,15dにも露出してい
る。

なお、積層型の誘電体生チップ15を得るに際しては、実
際の量産工程では、第７図に示す母セラミックグリーン
シートを用いることが好ましい。すなわち、比較的大き
な矩形の母セラミックグリーンシート17上に、所定距離
を隔てて一方端縁17aから他方端縁17bに至る母内部電極
ペースト18a,18bを印刷する。同様に、母セラミックグ
リーンシート19上にも、母内部電極ペースト20a,20b
を、セラミックグリーンシート19の一方端縁19aから他
方端縁19bに至るように印刷する。

そして、セラミックグリーンシート17,19を図示の向き
のまま交互に複数枚積層し、一点鎖線A,Bに沿う部分に
相当する部分で切断することにより、第６図に示した積
層型の生チップ15と同様の構造を一度に多数得ることが
できる。

上記のように、母セラミックグリーンシート17,19を利
用することにより、第６図に示した積層型の生チップ15
を効率良く量産し得る。しかも、第６図の生チップ15で
は、各内部電極ペースト13a〜13c,14a〜14cは、側面15
c,15dに露出する幅に形成されている。従って、第７図
のセラミックグリーンシート17,19を積層するに際し、
第７図の矢印Ｃ方向に多少のずれが生じたとしても、得
られた積層型の生チップ15においては矢印Ｃ方向には内
部電極ペーストの重なりずれが生じない。よって、セラ
ミックグリーンシート17,19の積層に際し、避けること
ができない積層ずれが多少生じたとしても、内部電極ペ
ースト同士の重なり面積のばらつきの少ない生チップ15
を安定に得ることができる。

さらに、第７図の一点鎖線A,Bに相当の部分で切断して
積層型の生チップ15を得る場合、該生チップの切断面に
おいて内部電極ペーストが垂れるおそれがある。しかし
ながら、このような内部電極ペーストの垂れは、後述の
エッチング工程に用いる薬剤により確実に除去される。

また、従来例では、第４図に示したように、内部電極ペ
ーストの表面張力により、内部電極ペースト１の側端縁
部分1a,1bの厚みが厚くなっていた。従って、複数枚の
セラミックグリーンシートを積層した場合、内部電極ペ
ーストの厚みが幅方向において均一でないため、焼結後
に層剥がれが生じ易かった。

これに対して、本実施例では、第８図に相当の断面図で
示すように、内部電極ペースト13が、セラミックグリー
ンシート11の側端縁11c,11d間の全幅に至る幅に形成さ
れているため、内部電極ペースト13の厚みは幅方向にお
いて一様とされる。よって、内部電極ペーストの厚みの
不均一に起因するデラミネーションの発生を効果的に防
止し得る。

次に、第６図に戻り、積層型の生チップ15を厚み方向に
プレスする。この厚み方向のプレスにより、各セラミッ
クグリーンシート間が密着される。この場合、誘電体生
チップ15では、内部電極ペースト13a〜13c,14a〜14cが
セラミックグリーンシートの幅方向の全幅に至るように
形成されているので、第６図のＹ方向の全域に渡り、生
チップ15が均一な力でプレスされ得る。

従って、側面15c,15d近傍においても均一な力で厚み方
向にプレスされるので、該側面15c,15d近傍における層
剥がれの発生を効果的に防止し得る。

次に、上記した積層型の誘電体生チップ15を焼成するこ
とにより、内部電極ペースト及びセラミックグリーンシ
ートを一体焼成する。なお、以下の説明においては、焼
成により焼付けられた内部電極は、上述した内部電極ペ
ーストと同一の参照番号を付して説明する。

第９図に示すように、得られた焼結体25では、側面25c,
25dに、内部電極13a〜13c,14a〜14cが露出されている。

次に、焼結体25の第1,第２の端面25a,25bを覆うよう
に、第10図に示す一対の外部電極26,27を形成する。外
部電極26,27は、AgやAg−Pd等の導電性材料を含む導電
ペーストを塗布し、焼付けることにより形成される。な
お、外部電極26,27の形成は、めっきあるいはスパッタ
リング等の他の方法により行ってもよい。

外部電極26,27は、焼結体25の側面25c,25d側にも至るよ
うに形成されている（第10図参照）。従って、外部電極
26の焼結体25の側面にまで至る部分の寸法Ｄは、他方の
外部電極27に接続される内部電極14a〜14cに接触しない
寸法とする必要がある。他方側の外部電極27について
も、同様に、内部電極13a〜13cの先端に接触しないよう
に形成する必要がある。

次に、外部電極26,27の形成された焼結体25の側面25c,2
5dを、内部電極13a〜13c,14a〜14cを選択的に蝕刻する
薬剤によりエッチングする。選択的に蝕刻するという表
現は、内部電極13a〜13c,14a〜14cのみを溶解・除去す
るものであり、焼結体25を構成するセラミックスや外部
電極26,27をエッチングさせないという意味に用いられ
ている。もっとも、外部電極26,27は、上記薬剤により
多少エッチングされてもよい。この薬剤により外部電極
26,27がエッチングされるおそれがある場合には、その
分だけ外部電極26,27を厚く形成しておけばよい。

第11図は、上記エッチングによりサイドマージン領域が
形成された状態を示す平面断面図である。内部電極13a
の側端縁28a,28bと、焼結体25の側面25c,25dとの間にサ
イドマージン領域29,29が形成されている。他の内部電
極13b,13c,14a〜14cについても、同様にエッチングされ
て、その側方にサイドマージン領域が形成される。エッ
チング後の全体形状を第１図に斜視図で示す。

上記エッチングは、焼結体25の側面25c,25dを、順に、
薬剤に浸漬して行ってもよく、あるいは焼結体25全体を
エッチング用の薬剤に浸漬して行ってもよい。

上記のように、エッチングにより内部電極13a〜13c,14a
〜14cの側方にサイドマージン領域が形成されるが、こ
のサイドマージン領域29,29の幅は、上記エッチングに
際し用いる薬剤の種類や濃度の選択、あるいは浸漬量も
しくは浸漬時間等を調節することにより、正確に制御す
ることができる。

また、上記サイドマージン領域29,29の幅は、前述した
セラミックグリーンシートの積層ずれ等とは何ら関係な
く設定し得る。従って、焼結体25の側面における内部電
極同士の短絡を防止し得るのに必要かつ十分な幅にさえ
形成すればよい。よって、必要最小限の幅のサイドマー
ジン領域29,29を形成することができる。

なお、第12図に断面図で示すように、上記サイドマージ
ン領域29,29の形成に伴って、内部電極13a〜13c,14a〜1
4cの側方に空隙31が形成される。本発明では、必要に応
じ、この空隙31に、第13図に示すようにシール材32を充
填してもよい。シール材32として、耐湿性及び絶縁性に
優れた樹脂を用いれば、本実施例により得られる積層コ
ンデンサの耐環境特性及び絶縁耐圧を効果的に高めるこ
とができる。シール材32の充填は、真空下及び／または
加圧下において、樹脂を空隙31に注入し、硬化させるこ
とにより行い得る。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の製造方法では、内部電極側方の
サイドマージン領域が、焼結体側面に露出している内部
電極の側端縁部分をエッチングすることにより形成され
る。従って、積層型の焼結体を得るにあたって行う積層
工程において、セラミックグリーンシートの積層ずれや
内部電極用導電ペーストの印刷ずれ等を考慮することな
く、必要最小限の幅のサイドマージン領域を正確に形成
し得る。よって、小型・大容量であり、かつ容量値のば
らつきの少ない積層コンデンサを得ることができる。

また、本発明の製造方法では、エッチング前の焼結体で
は、内部電極の幅は誘電体セラミック層の幅と同一とさ
れているため、焼結に先立つ積層に際し、セラミックグ
リーンシートの位置決め許容範囲が広がる。従って、積
層作業を比較的簡単に行うことができると共に、内部電
極形成用導電ペーストをセラミックグリーンシートと同
一幅に印刷するものであるため、電極パターンの種類を
少なくすることもできる。よって、作業工程の簡略化に
より、積層コンデンサのコストを効果的に低減すること
が可能となる。

さらに、焼結体にエッチングを行ってサイドマージン領
域を形成した後に外部電極を形成した場合には、エッチ
ングにより生じた空隙を通じて外部電極材が侵入し、内
部電極と外部電極との間の所望でない短絡が生じたり耐
圧が低下したりするおそれもあるが、本発明では外部電
極形成の後にエッチングによりサイドマージン領域を形
成するものであるため、このような短絡や絶縁耐圧の低
下のおそれも少ない。

なお、本発明の製造方法において用意する焼結体では、
内部電極が焼結体側面に露出しているものであるため、
焼結に際し側面に露出している内部電極がセラミックス
内部の焼結を促進する伝熱媒体となり、焼結が短時間で
良好に行われるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の製造方法においてエッチン
グによりサイドマージン領域を形成した後の状態を示す
斜視図、第２図（ａ）及び（ｂ）は従来の積層コンデン
サを製造するのに用いられるセラミックグリーンシート
及びその上に形成される内部電極ペーストの形状を示す
各平面図、第３図（ａ）及び（ｂ）は従来の積層コンデ
ンサの量産に際して用いられる母セラミックグリーンシ
ート及びその上に形成される母内部電極ペーストの形状
を説明するための各平面図、第４図は従来の積層コンデ
ンサにおける問題点を説明するための断面図、第５図は
本発明の一実施例に用いられるセラミックグリーンシー
ト及びその上に形成される内部電極ペーストの印刷形状
を説明するための斜視図、第６図は積層型の誘電体生チ
ップを示す斜視図、第７図は母セラミックグリーンシー
トを積層する工程を説明するための斜視図、第８図は本
発明の実施例における内部電極ペーストの側端縁の形状
を説明するための断面図、第９図は積層型の焼結体を示
す斜視図、第10図は焼結体の第1,第２の端面に外部電極
を形成した状態を示す斜視図、第11図は内部電極側端縁
をエッチングしてサイドマージン領域を形成した状態を
説明するための平面断面図、第12図は第１図のXII−XII
線に沿う断面図、第13図は空隙にシール材を充填した状
態を示す断面図である。 図において、11,12は誘電体セラミックグリーンシー
ト、11a,11b,12a,12bは端縁、11c,11d,12c,12dは側端
縁、13,13a〜13c,14,14a〜14cは内部電極ペースト、17,
19は母セラミックグリーンシート、18a,18b,20a,20bは
母内部電極ペースト、15は誘電体生チップ、15c,15dは
誘電体生チップの側面、25は焼結体、25a,25bは第1,第
２の端面、25c,25dは焼結体の側面、26,27は外部電極、
29はサイドマージン領域を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】間に内部電極を介在させて複数の誘電体セ
   ラミック層が積層されており、前記誘電体セラミック層
   の幅よりも内部電極の幅が狭くされており、それによっ
   て内部電極の側方にサイドマージン領域が形成された積
   層コンデンサの製造方法であって、 厚み方向に重なり合う複数の誘電体セラミック層が間に
   同一幅の内部電極を介在させて積層されかつ一体焼成さ
   れており、前記内部電極は、厚み方向において交互に第
   1,第２の端面に引出されている積層型の焼結体を得る工
   程と、 前記焼結体の内部電極が引出されている第1,第２の端面
   に、一対の外部電極を形成する工程と、 前記外部電極形成工程の後に、前記内部電極が露出して
   いる焼結体側面を、内部電極を選択的に蝕刻する薬剤に
   よりエッチングして、内部電極の側端縁部分を除去する
   ことによりサイドマージン領域を形成する工程とを備え
   ることを特徴とする積層コンデンサの製造方法。