JPH08316093A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加圧後の積層体内の不均一な内部応力に起因
するはがれ不良やクラックの発生を防止し得る積層セラ
ミック電子部品の製造方法を得る。 【構成】 内部電極が形成されたセラミックグリーンシ
ートのうち、下層側から順に内部電極が上方に向くよう
に複数枚のセラミックグリーンシート１０ａを積層し、
その表面上に無地のセラミックグリーンシート１０を介
在した後、さらにその表面上に順に内部電極が下方に向
くセラミックグリーンシート１０ｂを複数枚積層し、そ
の後、加圧してセラミックグリーンシートの積層体を形
成する。さらに、積層体を焼成してセラミック焼結体を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層セラミック電子部
品の製造方法に関し、特に、内部電極を形成したセラミ
ックグリーンシートを積層、圧着し、焼成することによ
り積層セラミック電子部品を得る製造方法において、セ
ラミックグリーンシートの積層方法が改善された積層セ
ラミック電子部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミック電子部品の製造方法の一
例として、従来の積層コンデンサの製造方法を説明す
る。まず、誘電体セラミック原料粉末にバインダ、可塑
剤及び溶剤などを加えて混練し、セラミックスラリーを
得、このセラミックスラリーを例えばドクターブレード
法などを用いてシート化し、乾燥させてセラミックグリ
ーンシートを作製する。次に、セラミックグリーンシー
トの表面に導電ペーストを内部電極形状に印刷して内部
電極を形成し、所定の大きさに打ち抜き、内部電極が形
成された多数のセラミックグリーンシートを得る。

【０００３】さらに、図５に示すように、内部電極２が
形成されたセラミックグリーンシート１０ａを図示のよ
うに、例えば内部電極２が上方に向くように複数枚積層
し、必要に応じて上下に内部電極が形成されていない無
地のセラミックグリーンシート１０を積層し、重ね合わ
せて加圧して生の積層体を形成する。

【０００４】その後、このマザーの積層体を所定の大き
さに切断して積層体チップを得、これを焼成してセラミ
ック焼結体を作製する。さらに、焼結体の端面に外部電
極を形成し、積層コンデンサを得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図５に示すように、内
部電極２は、セラミックグリーンシート１０の外形より
も小さく、かつ一辺のみがセラミックグリーンシート１
０の縁に至るように形成されており、焼成後の焼結体の
端面に露出するような形状で形成されている。従って、
内部電極２が形成されたセラミックグリーンシート１０
ａを多数積層すると、外形の小さい内部電極２を介して
対向するセラミックグリーンシート１０，１０間にギャ
ップ１１が生じる。このギャップ１１の厚みはセラミッ
クグリーンシート１０ａを積み重ねた段階ではほぼ内部
電極２の厚みに等しい。そして、積み重ねられたセラミ
ックグリーンシート１０ａが加圧されると、このギャッ
プ１１が押し潰され、各セラミックグリーンシート１０
ａが圧着された積層体が形成される。この加圧方法に
は、上下の金型を用いた剛体プレスや、あるいは均等な
加圧力を付与する静水圧プレスなどが用いられいる。図
６は、剛体プレスにより圧着した積層体１２の断面形状
を模式的に示した断面構造模式図であり、また図７は、
静水圧プレスにより圧着成形した積層体の断面構造模式
図である。両図に示されるように、加圧された積層体１
２の内部電極２は、ギャップ部分にあった内部電極２の
端部がほぼ一定の方向に加圧されて折れ曲がり、積層体
１２の上下方向端部に向かってその変形が大きくなって
いる。このような変形部分では、内部電極２の折れ曲が
った部分とその周囲のセラミック領域との間に不均一な
内部応力が残存している。このため、このような積層体
１２を焼成した場合には、折れ曲がった内部電極２の近
傍で内部電極とセラミック層との間にクラックが生じた
り、あるいはマザーの積層体を各チップに切断する際に
内部電極とセラミック層との間、またはセラミック層と
セラミックの間のはがれ不良が生じたりするという不都
合が生じる場合があった。

【０００６】本発明の目的は、内部電極が形成されたセ
ラミックグリーンシートの積層圧着時の不均一な内部応
力によるチップのひび割れや内部電極とセラミック層ま
たはセラミック層とセラミック層との圧着不良が生じる
ことのないセラミック電子部品の製造方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、セラミックグ
リーンシートの表面に内部電極を形成する工程と、内部
電極が形成されたセラミックグリーンシートを複数枚積
層して積層体を形成する工程と、積層体を焼成してセラ
ミック焼結体を作製する工程を備えた積層セラミック電
子部品の製造方法である。そして、内部電極が形成され
た面が下向きに積層される第１のセラミックグリーンシ
ートと、内部電極が形成された面が上向きに積層される
第２のセラミックグリーンシートとを積層した積層領域
を有する積層体を形成することを特徴としている。

【０００８】ここで、内部電極を形成する工程は、従来
より周知の製造方法を用いることができる。例えば、セ
ラミックグリーンシートの表面に電極パターンを形成し
たスクリーンを用いて導電ペーストを印刷して内部電極
を形成する方法や、薄膜形成方法により形成する方法な
どが用いられる。

【０００９】また、積層体を形成する工程では、多数の
内部電極が形成されたマザーのセラミックグリーンシー
トを複数枚積み重ねて積層体を形成してもよく、各チッ
プ大に成形されたセラミックグリーンシートを積層して
積層体を形成してもよい。そして、内部電極が形成され
たセラミックグリーンシートを積層する場合には、上記
のように、第１のセラミックグリーンシートと第２のセ
ラミックグリーンシートとが積層される領域が形成され
るように積層する。積層方法の好ましい例として、第１
のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリー
ンシートとをほぼ等しい枚数分積層する。例えば、積層
体の水平中央面に対し下方側に、内部電極が上向きとな
る第２のセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、
さらに上方側に、内部電極が下向きとなる第１のセラミ
ックグリーンシートを第２のセラミックグリーンシート
と同枚数積層する。

【００１０】また他の例としては、第１のセラミックグ
リーンシートと第２のセラミックグリーンシートを交互
に積層してもよい。さらに、他の例として、複数枚の第
１のセラミックグリーンシートと、複数枚の第２のセラ
ミックグリーンシートとを一組として、各組を交互に積
層するようにしてもよい。なお、通常セラミックグリー
ンシートは薄いシートであるため、内部電極が上方に向
く第２のセラミックグリーンシートの枚数と内部電極が
下向きになる第１のセラミックグリーンシートの枚数と
は完全に等しく積層することまでは要求されず、積層体
全体としてほぼ対称な積層状態が実現し得る程度に等し
く積層できればよい。

【００１１】さらに、本発明の限定された局面において
は、積層体の上部の積層部分と下部の積層部分とに、第
１のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリ
ーンシートとを積層した積層領域が形成されることを特
徴としている。

【００１２】この積層体の上部及び下部の積層部分の範
囲は、セラミックグリーンシートの積層枚数、シートの
厚み及び内部電極の厚みなどの要因により影響されるた
め、一義的に規定することは困難であるが、少なくとも
セラミックグリーンシートの積層時のギャップの配置方
向に起因する内部応力によって積層体の圧着不良や焼結
体のクラックの発生などを抑制し得る範囲を適宜見い出
して規定される。

【００１３】

【作用】上記のように、内部電極が上下逆の向きとなる
ように第１のセラミックグリーンシートと第２のセラミ
ックグリーンシートとを積層すると、加圧に際し、積層
体内の積層面に平行なある面に対してギャップ部分が均
等に押し潰されるようになり、この近傍での内部応力が
相殺されるようになる。この結果、不均一な内部応力に
よって圧着不良が生じたり、焼成後の切断時に内部電極
近傍でのはがれ不良が生じたりすることが防止される。

【００１４】また、通常、従来のような一定方向に内部
電極が向くように積層した場合であっても、積層体の中
央部近傍では、比較的不均一な内部応力の残存が少な
い。従って、積層体の上部や下部の積層部分に第１のセ
ラミックグリーンシートと第２のセラミックグリーンシ
ートとを積層することによってこの領域での内部応力を
均一化させ、圧着不良やはがれ不良を防止することがで
きる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図を用いて説
明することにより本発明を明らかにする。

【００１６】ここでは、積層セラミック電子部品の製造
方法の一例として、積層コンデンサの製造方法につき説
明する。まず、誘電体セラミック原料粉末にバインダ、
可塑剤及び溶剤を加えて混練し、セラミックスラリーを
作製する。そして、セラミックスラリーをドクターブレ
ード法を用いてシート化し、セラミックグリーンシート
を得る。次に、セラミックグリーンシートの表面に、Ｐ
ｄやＰｄ−ＡｇやＮｉやＣｕなどを主成分とする導電ペ
ーストを電極パターンが形成されたスクリーンを用いて
内部電極形状に印刷、乾燥し、内部電極を形成する。こ
の内部電極が形成されたセラミックグリーンシートを１
００枚用意する。そして、このセラミックグリーンシー
ト及び必要に応じて内部電極が形成されていないセラミ
ックグリーンシート（外層）を重ね合わせる。

【００１７】図１は、セラミックグリーンシートの積層
方法の第１の例を示す模式図である。図１に示す方法
は、まず下側から、内部電極２を上方に向けたセラミッ
クグリーンシート１０ａを順に５０枚積層し、その表面
上に内部電極が形成されていない無地のセラミックグリ
ーンシート１０を積み重ねる。さらに、無地のセラミッ
クグリーンシート１０の表面上に、内部電極２を下方に
向けたセラミックグリーンシート１０ｂを順に５０枚積
み重ねる。さらに必要に応じて最上部及び最下部に内部
電極が形成されていないセラミックグリーンシートを任
意の枚数重ねる。このように積み重ねたものを圧着す
る。

【００１８】圧着処理が終了した積層体を各チップ体に
切断する。この積層体の積層状態を図２及び図３に示
す。図２は、剛体プレスを用いて加圧圧着した場合の積
層体１２の断面構造模式図であり、図示のように、圧着
前のギャップ部分１１にある内部電極は、図６に示す従
来の方法に比べ、大きく折れ曲がることなく、積層体の
水平中央面に向かってやや狭まるように圧着されてい
る。

【００１９】また、図３は、静水圧プレスを用いて圧着
した積層体１２の断面構造模式図である。この場合も、
圧着前のギャップ部分１１にある内部電極の曲がりは、
図７に示す従来の場合に比べて軽減されており、かつ積
層体１２の水平中央面に向かって対称に僅かに傾斜する
ように圧着されている。

【００２０】このように圧着された積層体を所定の寸法
に切断した後、焼成装置を用いて焼成処理を行う。これ
によって積層コンデンサのセラミック焼結体を得る。そ
の後、ガラスフリットを含むＰｄあるいはＰｄ−Ａｇ、
Ｃｕなどを主成分とする導電ペーストをチップの断面に
塗布し、焼き付けることによって外部電極を形成し、積
層コンデンサを得る。

【００２１】上記のような製造方法により製造される積
層コンデンサの不良発生の有無を検証するために、積層
セラミックコンデンサの焼結体を用いた実験を行った。
実験には、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体シー
トと、その表面にＮｉ内部電極を形成したシートを９６
枚積層したチップサイズが２．０×１．２５×１．２５
ｍｍのコンデンサチップを用いた。内部電極が形成され
た誘電体シートの積層方法は、図１に示すように、チッ
プの中央水平面に対し上下方向に対称に積層した。ま
た、比較として、図５に示すように内部電極を一定方向
に向けて積層して形成した従来例による積層セラミック
コンデンサも同様に製造し、比較した。実験の結果を表
１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１において、マザーの誘電体シートを積
層圧着し、チップ毎に切断した後では、従来方法による
チップでは１０個のチップにギャップ部分のはがれが生
じ、さらにチップの焼成後には２個の不良が生じたのに
対し、本発明によるチップでは何れの場合もはがれ不良
の発生は見られなかった。

【００２４】また、耐熱試験を行った場合、従来例の場
合では、何れも焼結体内にクラックの発生が見られ、特
にΔＴ＝３３０℃では、半数以上にクラックの発生が見
られたのに対し、本発明では、ΔＴ＝３６０℃において
僅かに３個のチップにクラックの発生が見られるに留ま
っている。

【００２５】なお、セラミックグリーンシートを積層す
る方法は、図１に示す方法のみならず、他の種々の方法
が適用できる。例えば、図４（ａ）に示す第２の例で
は、内部電極を下方に向けたセラミックグリーンシート
１０ｂと、内部電極を上方に向けたセラミックグリーン
シート１０ａとを各層毎に交互に積層している。なお、
セラミックグリーンシート１０ａの内部電極２とセラミ
ックグリーンシート１０ｂの内部電極２とが対向する場
合には、その間に内部電極が形成されていない無地のセ
ラミックグリーンシート１０を介在させている。

【００２６】また、図４（ｂ）は、内部電極が上向きに
配置されるセラミックグリーンシート１０ａを複数枚を
一組とする上向きセラミックグリーンシート積層部１０
０ａと、内部電極を下向きに配置するセラミックグリー
ンシート１０ｂを複数枚一組とする下向きセラミックグ
リーンシート積層部１００ｂとを交互に対称に積層して
いる。そして、互いの内部電極同士が直接対向する部分
には内部電極が形成されていない無地のセラミックグリ
ーンシート１０を介在させている。

【００２７】さらに、図４（ｃ）に示す例では、積層体
の中央部分は従来と同様の方法により内部電極を同一方
向に向けたセラミックグリーンシートを複数枚積層し、
さらにその上部及び下部の積層領域には、図４（ｂ）に
示す上向きセラミックグリーンシート積層部１００ｂと
下向きセラミックグリーンシート１００ａとを対称に配
置して構成している。この例では、積層体の中央部分で
は内部電極が同一方向となるように、すなわち非対称な
積層形態となるようにセラミックグリーンシートを積層
した場合でも、ギャップ部分での内部電極の変形が小さ
く、不均一な内部応力による内部電極部分のはがれや圧
着不良が生じることが少ない点を考慮したものである。
従って、はがれ不良などの発生率の高い積層体の上部及
び下部領域にはセラミックグリーンシートが対称な配置
形態となるように複数枚のセラミックグリーンシートが
積層されている。

【００２８】

【発明の効果】このように、本発明による積層セラミッ
ク電子部品の製造方法では、内部電極が形成されたセラ
ミックグリーンシートを積層する工程において、内部電
極が形成された面が上下逆方向となるようにセラミック
グリーンシートを積層する領域を構成したことにより、
加圧成形した積層体の内部に残存する内部応力を均一化
し、チップへの切断時や焼成後に、内部電極近傍のはが
れ不良やクラックの発生が生ずることのない信頼性の高
いセラミック電子部品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一例によるセラミックグリー
ンシートの積層方法を示す説明図。

【図２】図１に示す方法により積層した積層体の剛体プ
レスによる加圧後の断面構造模式図。

【図３】図１に示す積層体の静水圧プレスによる加圧後
の断面構造模式図。

【図４】本発明の他の例によるセラミックグリーンシー
トの積層方法を示す説明図（ａ），（ｂ），（ｃ）。

【図５】従来のセラミックグリーンシートの積層方法を
示す説明図。

【図６】図５に示す方法により積層された積層体の剛体
プレスによる加圧後の断面構造模式図。

【図７】図５に示す方法により積層された積層体の静水
圧プレスによる加圧後の積層体の断面構造模式図。

【符号の説明】

２…内部電極 １０，１０ａ，１０ｂ…セラミックグリーンシート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックグリーンシートの表面に内部
   電極を形成する工程と、 前記内部電極が形成された前記セラミックグリーンシー
   トを複数枚積層して積層体を形成する工程と、 前記積層体を焼成してセラミック焼結体を作製する工程
   とを備えた積層セラミック電子部品の製造方法におい
   て、 内部電極が形成された面が下向きとなるように積層され
   る第１のセラミックグリーンシートと、内部電極が形成
   された面が上向きとなるように積層される第２のセラミ
   ックグリーンシートとを積層した積層領域を有する積層
   体を形成することを特徴とする、積層セラミック電子部
   品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記積層体の上部及び下部の積層部分の
   各々に、前記第１のセラミックグリーンシートと前記第
   ２のセラミックグリーンシートとを積層した積層領域を
   形成することを特徴とする、請求項１に記載のセラミッ
   ク電子部品の製造方法。