JPH0786083A - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 支持フィルム(1) 上に誘電体グリーンシート
(2) を作製する。次いでその誘電体グリーンシート(2)
上に内部電極パターン(3) を形成する。内部電極パター
ン(3) が形成された誘電体グリーンシート(2) 上に、支
持フィルム(1) 上に形成された誘電体グリーンシート
(2) を重ねる。次いで一方の支持フィルムを剥離して支
持フィルム(1) 上に誘電体グリーンシート(2)-内部電極
パターン(3)-誘電体グリーンシート(2) のサンドイッチ
構造の複合グリーンシート(4) が形成される。続いてカ
バーシート(5) 上に複合グリーンシート(4) を積層した
後に支持フィルム(1) を剥離する工程を繰り返し、容量
の設計値となるように所定枚数積層する。最後にカバー
シート(5')を積層し圧着・一体化する。その後焼成し、
外部電極(6) を形成して積層セラミックコンデンサを得
る。 【効果】 本発明方法によれば誘電体層が薄層化しても
歩留良く積層セラミックコンデンサを得ることができ
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
サの製造方法に関し、特に誘電体層の薄膜化に適した製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミックコンデンサは高誘電率磁
器組成物の焼結体からなる誘電体層と内部電極層とが交
互に複数層積層一体化され、この内部電極層は交互に対
向する側面に露出するように形成され、その側面に設け
られた外部電極接続されている。なお最外層には同様の
誘電体層からなる保護層が形成されている（図２）。

【０００３】この積層セラミックコンデンサにおいては
内部電極層の薄膜化，誘電体層の一層当たりの厚みの低
減による小形化，高密度化が検討されている。積層セラ
ミックコンデンサは通常以下の方法で製造される。

【０００４】ポリイミド製の支持フィルム上ドクターブ
レード法などにより誘電体スラリーを塗布しグリーンシ
ートを作成し、その後この誘電体グリーンシート上に導
電ペースト塗布などにより内部電極パターンを形成す
る。

【０００５】次いで誘電体グリーンシートを複数層積層
したカバーシート上にこの電極パターン形成誘電体グリ
ーンシートを必要枚数積層し、最後にカバーシートを積
層し、圧着の後、焼成・一体化し、外部電極を焼き付け
などの方法により形成して積層セラミックコンデンサを
得る。

【０００６】必要に応じ外部リードをつけ、樹脂モール
ドすることもある。さて前述のごとく誘電体一層当たり
の厚みを低減、例えば20μｍ以下程度の薄層になってい
くとグリーンシート自体の取扱が困難であり、多数枚を
位置精度良く積層することは困難であった。

【０００７】この点を改良するため、支持フィルムに誘
電体グリーンシートを保持したままで積層した後に支持
フィルムを剥離する工程を繰り返す方法（特開昭62-634
13号公報）、誘電体グリーンシートとは別に支持フイル
ム上に内部電極パターンを形成し交互に積層・支持フィ
ルム剥離の工程を繰り返す方法（特開平3-250612号公
報）などが提案されている。

【０００８】しかしながら支持フィルムからの誘電体グ
リーンシートの剥離という工程を伴う以上、剥離時など
に内部電極ハーターンが切断されてしまうなどの内部電
極に起因する不良発生は避け難いものであった。特に内
部電極の薄膜化および誘電体層の薄層化が進むにつれ顕
著なものとなる。

【０００９】また誘電体グリーンシートに生じるポア・
亀裂も避け難く、結果として焼成後の絶縁抵抗値のバラ
ツキが生じてしまうという問題があった。特に焼成後の
内部電極パターンが２μ以下となるような極薄の場合ま
た焼成後の誘電体層が10ｍ以下となるような薄層化が進
んだ場合、この様な欠陥は致命的であり、焼成後電極材
料が切断していたり、誘電体層間を貫通するいわゆるシ
ョートモードの故障となる。

【００１０】いずれの場合も容量不足，絶縁抵抗の低下
などの不良となり歩留の低下を招いていた。また特開平
5-159966号公報には支持フィルム上に予め内部電極を形
成し、そのの上に誘電体グリーンシートを２層圧着した
後に剥離することでショートの発生を低減する技術の開
示があるが、支持フィルム上に電極パターンを形成し剥
離するという工程は、内部電極パターン形成にとって条
件出しが非常に困難である。すなわち一方では支持フィ
ルムとの接着力が要求され、他方では剥離の容易性が要
求されるという相反する要求を実現しなければならない
からである。また積層時には内部電極パターンは表面に
露出した状態となるため内部電極層の断線などに伴う歩
留低下へ対処はなされていないものであった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように内部電極層
の薄膜化および誘電体層の薄層化に伴う内部電極パター
ンおよび誘電体グリーンシートに生じる欠陥への対処は
重要な課題であり、各所で検討が進められているが有効
な対処法は見出されていない。特に焼成前の内部電極パ
ターンまたは誘電体グリーンシート自体には欠陥がなく
ても製造プロセス上で生じてくるものであり、量産性に
おいて特に問題であった。

【００１２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、内部電極層または誘電体層が薄層化した場合でも、
欠陥発生の少ない積層セラミックコンデンサの製造方法
の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、誘電
体グリーンシートと内部電極パターンを積層した後に一
体焼成してなる積層セラミックコンデンサの製造方法に
おいて、誘電体グリーンシート間に内部電極パターンを
挟持した複合グリーンシートを所定の容量に必要な層数
積層した後に焼成する工程を有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である。

【００１４】本発明では内部電極層は誘電体グリーンシ
ート間に挟持された複合グリーンシートの形で扱われる
ため、製造プロセス中で断線などを防ぐことができる。
従って２μｍ以下程度，さらには１．５μｍ以下程度の
薄膜になった場合でも内部電極の断線による容量低下と
いう不良発生は抑制することができる。

【００１５】また本発明によれば焼成前の隣接する内部
電極パターン間には誘電体グリーンシートが２層以上存
在することになるため、たとえ製造プロセス中１層に亀
裂などが生じたとしても２層の間でその位置が一致する
確率は非常に低いので、結果として積層セラミックコン
デンサの歩留まりを向上することができる。

【００１６】特に内部電極に挟まれる焼成後の誘電体層
一層当たりの厚みが10μｍ以下，特に７μｍ以下の極め
て薄い高密度タイプの製造に本発明は効果的である。本
発明の具体的な態様としていくつかの方法が考えられ
る。

【００１７】まず第１の態様は、内部電極パターンが形
成された第１の誘電体グリーンシートと上に第２の誘電
体グリーンシートを圧着して複合グリーンシートを構成
し、所定枚数積層した後に一体焼成する工程を有するこ
とを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法で
ある。

【００１８】また第２の態様は、内部電極パターンが形
成された第１の誘電体グリーンシート上に誘電体スラリ
ーを直接塗布するなどの方法で複合グリーンシートを構
成し、所定枚数積層した後に一体焼成する工程を有する
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
である。

【００１９】いずれの場合も焼成前の内部電極パターン
を内部に挟んだサンドイッチ状となるため、誘電体グリ
ーンシートが内部電極パターンの製造プロセス上の保護
層となり、製造プロセス上の安定性は格段に向上する。
また一対の内部電極間に誘電体グリーンシートが少なく
とも２層介在することになり積層セラミックコンデンサ
の歩留まりを向上することができる。

【００２０】なお第２の態様において内部電極パターン
を挟む誘電体グリーンシートはそれぞれが複数層のグリ
ーンシートでも構わないし、また複合グリーンシートを
積層する際に別の誘電体グリーンシートを介在させるこ
ともできる。

【００２１】本発明の工程の概略を図１（第１の態様）
に示す。まずポリイミドなどの支持フィルム(1) 上に誘
電体グリーンシート(2) を作製する。製法はドクターブ
レード法，グラビア法，スピンコーター法などが挙げら
れる。誘電体組成として高誘電率を示すチタン酸バリウ
ム系，チタン酸鉛系など各種の組成物を用いることがで
きる。

【００２２】次いで誘電体グリーンシート(2) 上に内部
電極パターン(3) を形成する（図１(a) ）。製法はスク
リーン印刷法，転写法，グラビア法，インクジェット法
などが挙げられる。また電極材料としてはPd,Ag/Pd,Au,
Cu,Ni などの各種材料を用いることができ、一体焼成時
に誘電体材料の焼成温度に耐えることができる材料を選
定する必要がある。

【００２３】次に内部電極パターン(3) が形成された誘
電体グリーンシート(2) 上に、支持フィルム(1) 上に形
成された誘電体グリーンシート(2) を重ねる（図１(b)
）。次いで一方の支持フィルム(1) を剥離することで
支持フィルム(1) 上に誘電体グリーンシート(2)-内部電
極パターン(3)-誘電体グリーンシート(2) のサンドイッ
チ構造の複合グリーンシート(4) が形成される（図１
(c) ）。

【００２４】続いて誘電体グリーンシートを所定枚数積
層して得たカバーシート(5) 上に支持フィルム(1) 上に
形成された複合グリーンシート(4) を積層した後に支持
フィルム(1) を剥離する。この工程を繰り返し、容量の
設計値となるように所定枚数積層する。この時予め支持
フィルム(1) から剥離した状態で複合グリーンシート
(4) を積層しても良い。

【００２５】最後にカバーシート(5')を積層し圧着・一
体化する（図１(d）) 。その後焼成し、外部電極(6) を
形成して積層セラミックコンデンサを得る（図２）。な
お内部電極パターンを複数個分形成して、圧着・一体化
の後に切断・分離して多数個取りを行うこともできる。

【００２６】また内部電極パターンを別途支持フィルム
上に印刷法，蒸着法，メッキ法，熱転写法などにより形
成した後に、誘電体グリーンシート上に転写する方法を
採ることもできる。

【００２７】さらに多数層の積層となる場合、内部電極
パターンの形成部と非形成部とで厚さが異なり段差が顕
著になる場合がある。この段差を解消したいときには、
内部電極非形成部に内部電極と同程度の厚さを有する段
差解消パターン(7) を形成しておくことが好ましい（図
３）。その材料は収縮制御，拡散制御などの観点から誘
電体グリーンシートと同材料若しくはこれに類似した材
料で構成することが好ましい。この様な段差解消パター
ンも印刷法ほか通常の膜形成方法で作製することができ
る。

【００２８】第２の態様はほぼ第１の態様と同様である
が、予め作成した誘電体グリーンシートを圧着するので
はなく、直接内部電極パターン上に誘電体グリーンシー
トを形成することになるため、前述のような段差解消パ
ターンの形成工程を省略することができる（図４）。

【００２９】なお複合グリーンシート作成時の誘電体ク
リーンシートの作成にはドクターブレード法，グラビア
法，スピンコーター法などが各種の方法を採用すること
が可能である。

【００３０】また内部電極パターン上に形成する誘電体
グリーンシート組成は下地の誘電体グリーンシートと同
一である必要はないが、例えば同じスラリーから形成し
た方が製造プロセス上容易である。

【００３１】更に下地の誘電体グリーンシートと上層の
誘電体グリーンシートとは同一の厚みである必要はない
が、下地の厚さの1/2 以上程度，厚さにして１μｍ以上
程度あれば十分に保護層としての役割を果たすことがで
きる。

【００３２】なお連続した支持フィルム上に誘電体グリ
ーンシートを作成し、内部電極パターンを連続的に印刷
し、更に誘電体グリーンシートを直接形成する連続的な
工程で長尺の複合グリーンシートを作成し、これを所定
の形状に切断し積層するという工程を採用することもで
きる（図５参照）。また第１の態様でも誘電体グリーン
シートの圧着工程を連続的に行うことで長尺の複合グリ
ーンシートを得ることができる。

【００３３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 （実施例１）Pb,Ba,Mg,Zn,Nb及びTiの酸化物を所望の組
成比で配合し、混合・粉砕・仮焼し（Pb_0.875 Ba
_0.125 )[（Mg_1/3 Nb_2/3 ）_0.5 （Zn_1/3 Nb_2/3 ）_0.3 Ti
_0.2 ］Ｏ₃の組成を有する誘電体粉末を作成した。この
誘電体粉末に有機溶媒などを添加しスラリーとし、厚さ
50μｍの合成樹脂性支持フィルム上にロールコータ装置
により３μｍ厚の誘電体グリーンシートを作成した。

【００３４】次に熱転写装置により誘電体グリーンシー
ト上にAg/Pd=70/30(wt%)の導体粉末を含む導体ペースト
を塗布し、厚さ２μｍの内部電極パターンを形成した。
次に段差を解消するために、誘電体グリーンシートと同
材質の誘電体ペーストを用い、段差解消パターン(7) を
グラビア装置により形成した。

【００３５】続いてこの内部電極パターン上に誘電体グ
リーンシートを圧着し、内部電極パターンを誘電体グリ
ーンシートで挟んだ構造を得た。このシートを一辺15cm
の正方形に切断し、一方の支持フィルムを剥離して複合
シートとした。

【００３６】ついで誘電体グリーンシートのみを積層し
て得た厚さ約 400μｍのカバーシート上に複合シートを
重ね、30 kg/cm² ，100 ℃，10秒間の条件で圧着し支持
フィルムを剥離するという工程を繰り返し、126 枚の複
合シートをカバーシート上に積層した。

【００３７】最後に同様のカバーシートを圧着し、カバ
ーシート間に126 枚の複合シートを挟んだ構造の複合体
を得た。この複合体を個々のチップに切断した後、1050
℃×２Ｈの条件で焼成し、Ag主体の導電ペーストを外部
電極として焼き付けて、3.2 ×1.6 ×1.0 mmの積層セラ
ミックコンデンサを得た。

【００３８】得られた積層セラミックコンデンサの内部
電極間の一層当たりの誘電体層の厚さは約５μｍであっ
た。この様な製造プロセスを採る本実施例では、歩留98
% で容量8.2 μF,誘電損失1.83％（いずれも1kHz,1V の
交流での値）の積層セラミツクコンデンサを得ることが
できた。なお歩留は100 個の試料のうち、容量8.0 μF
以下，誘電損失2.5％以上の規格外品を不良品と判定す
ることで得た値である。

【００３９】比較のため６μｍの誘電体グリーンシート
を用い、順次積層した以外は実施例１と同様に積層セラ
ミックコンデンサを製造した。この場合も焼成後の誘電
体層の厚みは５μｍであった。しかしながら全品ショー
トが発生しており歩留は０％であり、本実施例は極めて
優れた効果を発揮することが分かる。

【００４０】尚本実施例では段差解消パターンを形成し
たが、一体化の際に割れが生じなければ必ずしも必要で
はない。 （実施例２）（Pb_0.7 Ba_0.3 )(Zr_0.7 Ti_0.3 )O₃ の組成
となるように、水熱合成法により誘電体粉末を作成し
た。この誘電体粉末に有機溶媒などを添加しスラリーと
し、厚さ50μｍの合成樹脂性支持フィルム上にロールコ
ータ装置により３μｍ厚の誘電体グリーンシートを作成
した。

【００４１】次に熱転写装置により誘電体グリーンシー
ト上にAg/Pd=70/30(wt%)の導体粉末を含む導体ペースト
を塗布し、厚さ３μｍの内部電極パターンを形成した。
続いてこの内部電極パターンが形成された誘電体グリー
ンシート表面に同一のスラリーを用いロールコータ装置
により内部電極上で３μｍ厚となるように誘電体グリー
ンシート（第２のシート）を形成し複合グリーンシート
を作成した（図４参照）。

【００４２】この複合グリーンシートを厚さ約 400μｍ
のカバーシート上に30 kg/cm² ，120 ℃，10秒間の条件
で圧着し、支持フィルムを剥離する。この工程を所定層
繰り返し、得られた複合体を個々のチップに切断した
後、1050℃×２Ｈの条件で焼成し、Ag主体の導電ペース
トを外部電極として焼き付けて、3.2 ×1.6 ×1.0 mmの
積層セラミックコンデンサを得た。

【００４３】得られた積層セラミックコンデンサの内部
電極間の一層当たりの誘電体層の厚さは約５μｍであっ
た。この様な製造プロセスを採る本実施例では、歩留90
% で容量3.8 μF,誘電損失0.85％（いずれも1kHz,1V の
交流での値）の積層セラミツクコンデンサを得ることが
できた。なお歩留は100 個の試料のうち、容量3.5 μＦ
以下，誘電損失2.5％以上の規格外品を不良品と判定す
ることで得た値である。

【００４４】本実施例では段差解消パターンの形成工程
を省略することができるため、工程が簡略化される。比
較のため６μｍの誘電体グリーンシートを用い、段差解
消パターンを形成したシートのみを順次積層した以外は
実施例２と同様に積層セラミックコンデンサを製造し
た。この場合も焼成後の誘電体層の厚みは５μｍであっ
た。しかしながらほとんどが内部電極のショートの不良
を起こしており歩留は10％であり、本実施例は極めて優
れた効果を発揮することが分かる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば内部
電極層が薄膜化した場合さらには誘電体層厚が薄くなっ
た場合でも歩留まり良く積層セラミックコンデンサを得
ることができる。したがって工業上寄与するところ大で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法を示す工程概略図

【図２】 本発明方法を示す工程概略図

【図３】 積層セラミックコンデンサの構造概略図

【図４】 本発明方法を示す工程概略図

【図５】 本発明方法を示す工程概略図

【符号の説明】 支持フィルム(1) 誘電体グリーンシート(2)(2') 内部電極パターン(3) 複合グリーンシート(4) カバーシート(5) (5') 外部電極(6) 段差解消パターン（７）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体グリーンシートと内部電極パター
   ンを積層した後に一体焼成してなる積層セラミックコン
   デンサの製造方法において、誘電体グリーンシート間に
   内部電極パターンを挟持した複合グリーンシートを複数
   層積層した後に焼成する工程を有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。