JPH0786081A - 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】 積層後において内部電極を形成している部分
の厚さが内部電極を形成していない部分の厚さと同程度
になり、デラミネーションやサーマルショックレベルで
の劣化を生じない。高容量の積層セラミックコンデンサ
を得る。 【構成】 (a) セラミック誘電体層１１を積層する工程
と、(b) この誘電体層１１の積層面に内部電極１２を形
成する工程と、(c) この内部電極１２を形成した積層面
に内部電極部分に対応する部分が欠落した積層歪み調整
用誘電体層１３を積層する工程とを含み、前記(a)工程
〜(c)工程を繰返し行う方法に関し、積層歪み調整用誘
電体層１３が少なくとも第１調整用誘電体層１３ａ及び
第２調整用誘電体層１３ｂからなり、前記(b)工程の後
に第１調整用誘電体層１３ａ又は第２調整用誘電体層１
３ｂのいずれかを積層し、前記(a)工程〜(c)工程の繰返
し時に第１調整用誘電体層１３ａと第２調整用誘電体層
１３ｂとを交互に積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘電体磁器組成物を用い
た積層セラミックコンデンサの製造方法に関する。更に
詳しくは乾式積層法又は湿式積層法に適用し得る積層グ
リーン体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ラジオ、マイクロカセットレコー
ダ、電子チューナ、ビデオカメラ等の超小型化、薄型軽
量電子機器の発展に伴い、回路素子として使用されるコ
ンデンサの小型、大容量化が強く要求されるようになっ
てきた。これらの要求を満足する部品として積層セラミ
ックコンデンサが知られている。この積層セラミックコ
ンデンサを湿式積層法で製造するには、最初に、例えば
誘電体磁器粉末、有機バインダ、可塑剤及び有機溶剤を
混合して誘電体ペースト又は誘電体スラリーを調製し、
この誘電体ペーストをカーテンコート法により台板上に
セラミック誘電体層を厚さ数１０μｍに積層し乾燥した
後、この誘電体層の上面に間隔をあけて導電性ペースト
をスクリーン印刷し乾燥することにより内部電極を形成
する。これを交互に繰返して複数回積層した後、積層し
た内部電極の単位で積層グリーン体をチップ状に切断す
る。続いてチップ体を脱バインダ処理した後、焼成して
ベアチップとし、最後にベアチップの端面に外部電極を
形成する。この積層セラミックコンデンサを乾式積層法
で製造するには、上記誘電体スラリーをドクタブレード
法等により成膜乾燥してセラミックグリーンシートを作
り、このグリーンシートからなる誘電体層の上面に湿式
積層法と同様に内部電極を形成し、これを交互に繰返し
て複数回積層した後、湿式積層法と同様に積層グリーン
体の切断、チップ体の脱バインダ処理、焼成を行い、外
部電極を形成する。

【０００３】一方、コンデンサの小型、大容量化の要求
は最近更に強く、この要求を満たすためには積層数の増
大や誘電体層の薄層化が必要不可欠である。しかし、上
記の湿式積層法又は乾式積層法により大容量の積層セラ
ミックコンデンサを製造した場合に、積層数が増大する
と、図４に示すように積層後において内部電極の厚さの
関係から内部電極１を形成している部分２の厚さａが内
部電極１を形成していない部分３の厚さｂより大きくな
る。この現象は積層数が更に増大すると顕著になり、湿
式積層法の場合には電極形成時に導電性ペーストが垂れ
て内部電極がにじむなどの問題を生じる。この内部電極
にじみは誘電体層で絶縁されない電極同士の短絡の原因
となりコンデンサの信頼性を大きく低下させる。またこ
の状態で加熱圧着により多層に積層しようとすると、内
部電極の形成部分２の厚さａと形成していない部分３の
厚さｂの差により内部電極の形成されていない部分３が
圧力不足になる。このためその境界には歪みが生じ、層
間の密着性が劣り、焼成時に内部電極と誘電体層間で内
部ストレスにより剥離現象（デラミネーション）や微小
クラック等の欠陥が発生する場合がある。これらの欠陥
は、コンデンサを予熱なしではんだ槽に浸漬する程度の
サーマルショックを与えたときにコンデンサを劣化さ
せ、また耐湿寿命を短くしてコンデンサとしての信頼性
を低下させる問題点があった。

【０００４】この点を解決するため、コンデンサ部を形
成する際に、内部電極の上に重ねるセラミック誘電体シ
ートを内部電極の部分だけ打抜くか、或いはその部分だ
け薄くする方法が提案されている（特開昭５３−４２３
５３）。また図３に示すようにベースフィルム５上に導
電性ペーストを間隔をあけて印刷乾燥して複数の内部電
極６を形成し、このベースフィルム５上の内部電極６の
間及び内部電極６の端部に誘電体ペーストを印刷乾燥し
て内部電極の厚みと同程度の厚み調整用誘電体層７を形
成した後、厚み調整用誘電体層７及び内部電極６の上に
誘電体スラリーによる重ね用誘電体層８を形成する積層
セラミックコンデンサ用グリーンシートの製造方法が提
案されている（特開平３−７４８２０）。上記製造方法
の場合に、導電性ペーストの印刷パターンと誘電体ペー
ストの印刷パターンは写真フィルムのネガティブとポジ
ティブの関係になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図３に示され
る方法は、誘電体スラリーと誘電体ペーストは同一組成
であるため、換言すれば誘電体スラリーに含まれる有機
バインダ及び溶剤と、誘電体ペーストに含まれる有機バ
インダ及び溶剤とはそれぞれ同一であって相溶性がある
ため、積層状態において誘電体スラリーの溶剤は誘電体
ペーストのバインダの一部を溶解し、誘電体ペーストの
溶剤も誘電体スラリーのバインダの一部を溶解しやす
い。その結果、厚み調整用誘電体層７と重ね用誘電体層
８が密着度が高まり、積層グリーン体の脱バインダ時に
内部電極を形成した導電性ペーストのバインダが脱しに
くくなる。内部電極の脱バインダが妨げられると、脱バ
インダ時に発生した気泡が積層グリーン体の焼成後にそ
のままベアチップ内部に残り、デラミネーション、クラ
ック等が発生したり、コンデンサの耐熱衝撃性が低下す
るなどの問題が新たに起きる。

【０００６】本発明の目的は、積層後において電極層を
形成している部分の厚さが電極層を形成していない部分
の厚さと同程度になり、積層グリーン体の脱バインダ時
に内部電極の脱バインダを妨げず、デラミネーションや
サーマルショックレベルでの劣化を生じない積層セラミ
ックコンデンサの製造方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、薄層で多数回積層可能であるため、高
容量の積層セラミックコンデンサを製造し得る方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、図１及び図２に示すように、本発明の積層セラミッ
クコンデンサの製造方法は、(a) セラミック誘電体層１
１を積層する工程と、(b) この誘電体層１１の積層面に
内部電極１２を形成する工程と、(c) この内部電極１２
を形成した積層面に内部電極部分に対応する部分が欠落
した積層歪み調整用誘電体層１３を積層する工程とを含
み、前記(a)工程〜(c)工程を繰返し行う方法の改良であ
る。その特徴ある構成は、積層歪み調整用誘電体層１３
が少なくとも第１調整用誘電体層１３ａ及び第２調整用
誘電体層１３ｂからなり、前記(b)工程の後に第１調整
用誘電体層１３ａ又は第２調整用誘電体層１３ｂのいず
れかを積層し、前記(a)工程〜(c)工程の繰返し時に第１
調整用誘電体層１３ａと第２調整用誘電体層１３ｂとを
交互に積層することにある。

【０００８】本発明の方法を乾式積層法で行う場合に
は、セラミック誘電体層１１が誘電体スラリーを成膜乾
燥してなるセラミックグリーンシートであって、この誘
電体層の上面に導電性ペーストを間隔をあけて印刷乾燥
して内部電極１２を形成した後、グリーンシートの第１
調整用誘電体層１３ａ又は第２調整用誘電体層１３ｂの
いずれかを積層し、次いでグリーンシートのセラミック
誘電体層１１を積層する。そしてセラミック誘電体層１
１と内部電極１２と積層歪み調整用誘電体層１３をこの
順で繰返し積層する。積層歪み調整用誘電体層を積層す
るときには第１調整用誘電体層１３ａと第２調整用誘電
体層１３ｂを交互に積層する。本発明の方法を湿式積層
法で行う場合には、セラミック誘電体層１１が誘電体ペ
ーストを塗布乾燥することにより形成される。この誘電
体層の上面に導電性ペーストを間隔をあけて印刷乾燥し
て内部電極１２を形成した後、誘電体ペーストを少なく
とも２つの印刷パターンのいずれかのパターンで塗布乾
燥することにより第１調整用誘電体層１３ａ又は第２調
整用誘電体層１３ｂのいずれかを積層し、次いで誘電体
ペーストを塗布乾燥してセラミック誘電体層１１を積層
する。この積層順序、並びに第１及び第２調整用誘電体
を交互に積層することは上記乾式積層法と同じである。
内部電極１２を形成するための導電性ペーストの印刷パ
ターンと、積層歪み調整用誘電体層を形成するための誘
電体ペーストの少なくとも２つの印刷パターンを組合せ
たパターンは、写真フィルムのネガティブとポジティブ
の関係になる。

【００１０】

【作用】積層グリーン体の内部のセラミック誘電体層１
１と内部電極１２の間に積層歪み調整用誘電体層１３で
ある第１調整用誘電体層１３ａ又は第２調整用誘電体層
１３ｂのいずれかを交互に設けることにより、図１に示
した内部電極１２が形成される部分の厚さと内部電極１
２が形成されない部分の厚さとの差が減少する。これに
より積層グリーン体２０のセラミック誘電体層と内部電
極との境界部におけるストレスを緩和することができ
る。内部電極１２の間又は内部電極１２の端縁にこの積
層歪み調整用誘電体層１３の調整用誘電体層１３ａ又は
１３ｂを交互に設けることにより、内部電極１２の周囲
に調整用誘電体層が存在しない部分ができるので、脱バ
インダ時に内部電極の脱バインダを妨げない。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。本発明はこ
の実施例に限定されるものではない。 ＜実施例＞リラクサ系の誘電体粉末１００重量部に対し
て、エチルセルロース樹脂１２重量部を配合した後、溶
剤にテルピネオールを用いて、ボールミルにより粉砕混
練し、スクリーン印刷用の誘電体ペーストを調製した。
この誘電体ペーストは図１に示す下カバー誘電体部１４
のセラミック誘電体層１１、コンデンサ部１５のセラミ
ック誘電体層１１、積層歪み調整用誘電体部１３の第１
及び第２調整用誘電体層１３ａ，１３ｂ及び上カバー誘
電体部１６のセラミック誘電体層１１を形成するために
用いられる。図１に示すように、カーテンコート法によ
りこの誘電体ペーストを多数積層して形成された下カバ
ー誘電体部１４の上面に導電性ペーストを所定の矩形パ
ターンで間隔をあけてスクリーン印刷乾燥して内部電極
１２を形成した。導電性ペーストは市販のＡｇ／Ｐｄ＝
７０／３０のものを用いた。

【００１２】図１及び図２に示すように、これらの内部
電極１２の間に前述の誘電体ペーストを第１の印刷パタ
ーンにより印刷乾燥して、先ず第１調整用誘電体層１３
ａを形成した。次いでこの誘電体層１３ａの上から同一
の誘電体ペーストを塗布乾燥して下位のセラミック誘電
体層１１と同一面積のセラミック誘電体層１１を形成し
た。次にこの誘電体層１１の上から導電性ペーストを所
定の矩形パターンで間隔をあけてスクリーン印刷乾燥し
て内部電極１２を形成した。続いて内部電極１２の上か
ら誘電体ペーストを第２の印刷パターンにより塗布乾燥
して、第２調整用誘電体層１３ｂを形成した。この第１
及び第２の印刷パターンを組合せると、電極部分に対応
する部分を欠いたセラミック誘電体層１１と同一面積に
なる。このセラミック誘電体層１１と内部電極１２と第
１調整用誘電体層１３ａとセラミック誘電体層１１と内
部電極１２と第２調整用誘電体層１３ｂの積層を繰返し
行いコンデンサ部１５を形成した。次にコンデンサ部１
５の上面に内部電極を印刷しないセラミック誘電体層１
１のみを多数積層して上カバー誘電体部１６を形成し
た。

【００１３】上記下カバー誘電体部１４、コンデンサ部
１５及び上カバー誘電体部１６を上プレス２１と下プレ
ス２２により圧着して積層グリーン体２０を作製した。
続いて積層グリーン体２０を所定の大きさのチップ状に
切断した後、このチップ体を６００℃で１時間加熱して
脱バインダ処理し、更に１０６０℃で２時間焼成した。
このベアチップをバレル研磨してその両端面に内部電極
を露出させた後、外部電極を形成してチップ型積層セラ
ミックコンデンサを作製した。

【００１４】＜比較例＞積層歪み調整用誘電体層１３を
設けない以外は上記実施例と同様にしてチップ型積層セ
ラミックコンデンサを作製した。

【００１５】＜チップコンデンサの内部構造観察＞実施
例と比較例のチップコンデンサの断面をそれぞれ２００
個ずつ光学顕微鏡で観察したところ、コンデンサ部のセ
ラミック誘電体層と内部電極との境界部において比較例
のチップコンデンサが２０個デラミネーションが発生し
ていたのに対して、実施例のチップコンデンサには全く
デラミネーションが発生していなかった。

【００１６】＜サーマルショック試験＞実施例と比較例
のチップコンデンサをサーマルショック試験によりそれ
ぞれ評価した。即ちチップコンデンサを１個ずつピンセ
ットでつかみ、これを予熱せずに３５０℃のＳｎ６３／
Ｐｂ３７の共晶はんだ槽に３秒間浸漬した後、引上げ
た。実施例及び比較例のチップコンデンサをそれぞれ１
００個ずつ試験し、チップコンデンサにクラックが発生
しているか否かを光学顕微鏡で調べた。その結果、比較
例のチップコンデンサが３０個クラックが発生していた
のに対して、実施例のチップコンデンサには全くクラッ
クが発生していなかった。また実施例のチップコンデン
サは４００℃のサーマルショック試験でもクラックは全
く発生しなかった。

【００１７】＜耐湿負荷試験＞実施例と比較例のチップ
コンデンサをそれぞれ２０個ずつ耐湿負荷試験により評
価した。即ちチップコンデンサに対して＋８５℃の温度
で８５％の相対湿度下、５０Ｖの直流電圧を印加して１
０００時間後の劣化の有無を調べた。比較例のチップコ
ンデンサは１０００時間以内に２０個不良が発生したの
に対して、実施例のチップコンデンサは１１３０時間に
おいても全く不良品は発生しなかった。

【００１８】なお、上記例では湿式積層法により積層グ
リーン体を作製したが、本発明の製造方法は、上記例に
限らず、乾式積層法にも適用することができる。また、
積層歪み調整用誘電体層１３は、図１及び図２に示すよ
うな２種類の調整用誘電体層１３ａ，１３ｂに限らず、
内部電極部分に対応する部分が欠落した誘電体層を全て
組合せると、内部電極部分に対応する部分を欠いたセラ
ミック誘電体層１１と同一面積になれば、３種類以上あ
ってもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、内
部電極の間又は内部電極の端縁に積層歪み調整用誘電体
層の調整用誘電体層１３ａ又は１３ｂを交互に設けるこ
とにより、積層グリーン体の内部電極が形成される部分
の厚さと内部電極が形成されない部分の厚さの差が減少
し、積層グリーン体に成形したときの内部歪みが減少
し、電極にじみが解消される。また、内部電極の周囲に
調整用誘電体層が存在しない部分ができるので、脱バイ
ンダ時に内部電極の脱バインダが妨げられず、コンデン
サ部に気泡を残さずにベアチップを焼成することがで
き、デラミネーションやサーマルショックレベルでの劣
化を生じず、信頼性の高い積層セラミックコンデンサが
得られる。特に、本発明の方法によれば、誘電体層を薄
層にして多数回積層することができるため、高容量の積
層セラミックコンデンサを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層セラミックコンデンサのグリーン
体を積層する状況を示す構成図。

【図２】その要部斜視図。

【図３】従来の乾式積層法により積層するためのグリー
ン体の製造を説明する断面図。

【図４】従来の積層グリーン体の断面図。

【符号の説明】

１１ セラミック誘電体層 １２ 内部電極 １３ 積層歪み調整用誘電体層 １３ａ 第１調整用誘電体層 １３ｂ 第２調整用誘電体層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (a) セラミック誘電体層(11)を積層する
   工程と、(b) 前記誘電体層(11)の積層面に内部電極(12)
   を形成する工程と、(c) 前記内部電極(12)を形成した積
   層面に前記内部電極部分に対応する部分が欠落した積層
   歪み調整用誘電体層(13)を積層する工程とを含み、 前記(a)工程〜(c)工程を繰返し行う積層セラミックコン
   デンサの製造方法において、 前記積層歪み調整用誘電体層(13)が少なくとも第１調整
   用誘電体層(13a)及び第２調整用誘電体層(13b)からな
   り、 前記(b)工程の後に前記第１調整用誘電体層(13a)又は第
   ２調整用誘電体層(13b)のいずれかを積層し、 前記(a)工程〜(c)工程の繰返し時に前記第１調整用誘電
   体層(13a)と前記第２調整用誘電体層(13b)とを交互に積
   層す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。