JPH0855754A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部電極間のセラミック層の厚みを薄くした
場合においても、セラミックグリーンシートの破損が生
じ難く、かつ得られた焼結体におけるデラミネーション
が生じ難く、かつ電気的特性の安定な積層セラミック電
子部品の製造方法を得る。 【構成】 支持体３上にセラミックグリーンシート４を
形成し、別途形成された内部導体パターン２ａ〜２ｄを
セラミックグリーンシート４上に転写する工程を繰り返
すことにより焼成前の積層体を得る、積層セラミック電
子部品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック焼結体内に
内部電極が形成されている積層セラミック電子部品の製
造方法に関し、特に、内部電極を含む焼成前の生のセラ
ミック積層体を得る工程が改良された積層セラミック電
子部品の製造方法に関する。

【０００２】本発明は、例えば、積層コンデンサ、積層
セラミックバリスタ、積層圧電素子、セラミック多層基
板などの種々の積層セラミック電子部品の製造方法に利
用することができる。

【０００３】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴って、積層
セラミック電子部品を含む電子部品においても、小型化
及び高性能化が強く望まれている。

【０００４】従来の積層セラミック電子部品の一例とし
ての積層コンデンサの製造方法を説明する。従来の積層
コンデンサの製造方法では、まず、ドクターブレード法
などによりセラミックグリーンシートを成形し、該セラ
ミックグリーンシート上に導電ペーストを印刷すること
により内部電極パターンを形成する。しかる後、内部電
極パターンの形成されたセラミックグリーンシートを複
数枚積層し、さらに、上下に必要に応じて内部電極パタ
ーンの形成されていないセラミックグリーンシートを積
層し、積層体を得る。得られた積層体を厚み方向に加圧
し、しかる後焼成し、焼結体を得る。得られた焼結体の
外表面に、所定の外部電極を形成することにより積層コ
ンデンサが得られる。

【０００５】また、別法として、積層ステージ上におい
て、セラミックグリーンシートの成形と導電ペーストの
パターン印刷とを繰り返すことにより積層体を得、得ら
れた積層体を用いて上記と同様にして積層コンデンサを
得る方法も採用されている。

【０００６】近年、積層セラミック電子部品において
も、小型化を進めるために、薄型化が強く求められてお
り、それに伴って、積層体の厚みの軽減が図られてい
る。しかしながら、セラミック層の厚みを薄くしていっ
た場合、内部電極パターンを形成する導電ペーストの厚
みが、相対的に厚くなり、上記生の積層体を加圧した段
階で内部電極パターンが積層されている領域と、内部電
極パターンが存在しない領域とで、圧力が均一に加わり
難く、従って、緻密な焼結体を得ることができなくなる
という問題があった。

【０００７】また、導電ペーストはセラミックスの焼成
に際して焼き付けられて内部電極として完成されるが、
焼成前後における内部電極パターンの寸法変化が比較的
大きく、特に、薄型化を進めた場合、導電ペーストの厚
みが相対的に厚くなるため、上記焼成前後における内部
電極パターンの厚みの変動が無視できなくなるという問
題もあった。

【０００８】上記のように問題を解決するために、特開
昭６４−４２８０９号に記載の方法では、導電ペースト
ではなく薄膜形成法により形成された金属膜により外部
電極を形成する方法が提案されている。この先行技術に
記載の方法では、図１に示すように、合成樹脂フィルム
等からなる支持体１１上において、薄膜形成法により内
部電極１２を形成し、しかる後、内部電極１２を覆うよ
うにセラミックグリーンシート１３を成形し、内部電極
一体化セラミックグリーンシート１４を得る。積層に際
しては、支持体から内部電極一体化セラミックグリーン
シートを剥離し積層していく。このようにして、例えば
図２に示すマザーの積層体１５を得る。この方法では、
金属ペーストに比べて厚みの薄い金属膜を内部電極とし
て用いることにより、積層体加圧時における内部電極
が積層されている領域とその他の領域との間における加
えられる圧力のばらつきの軽減、積層に際しての外部
電極同士の位置ずれの防止、及び焼成前後における内
部電極パターンの厚みの変動の軽減が図られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】積層コンデンサの小型
化及び大容量化を図るには、内部電極間のセラミック層
の厚みを薄くすればよい。しかしながら、内部電極間の
セラミック層の厚みを例えば、５μｍ以下と薄くしてい
った場合、従来の導電ペーストを用いて内部電極を形成
する方法では、導電ペーストに含まれている溶剤により
セラミックグリーンシートが膨潤することがあった。セ
ラミックグリーンシートが膨潤した場合、得られた積層
体を焼成したとしても、焼結体においてデラミネーショ
ンと称されている層間剥離現象が生じたり、あるいは外
部電極間の短絡などの不良が生じる。

【００１０】また、上述した特開昭６４−４２８０９号
に記載のように内部電極を厚みの薄い金属膜で形成する
方法では、上記のようなセラミックグリーンシートの膨
潤は生じない。しかしながら、セラミックグリーンシー
トの厚みを５μｍ以下と薄くしていった場合、支持体か
ら内部電極一体化セラミックグリーンシートを剥離する
際に、セラミックグリーンシートの破損が生じやすいと
いう問題があった。

【００１１】本発明の目的は、小型化及び高性能化を図
るために、より厚みの薄いセラミックグリーンシートを
用いた場合であっても、デラミネーション、短絡及びセ
ラミックグリーンシートの破損等が生じがたい積層セラ
ミック電子部品の製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、内部導体を有
する積層セラミック電子部品の製造方法であって、支持
体上にてセラミックグリーンシートを形成する工程と、
予め別途形成された内部導体パターンを前記セラミック
グリーンシート上に転写する工程とを備え、上記セラミ
ックグリーンシート形成工程と内部電極パターン転写工
程とを繰り返すことにより積層体を得ることを特徴とす
る。

【００１３】上記内部導体パターンは、好ましくは、薄
膜形成法により形成された金属膜により構成される。な
お、本明細書において、薄膜形成法とは、蒸着、めっき
もしくはスパッタリング等の各方法を含むものとする。

【００１４】また、上記内部導体パターンは、金属膜で
はなく、導電ペーストを塗布し、乾燥することにより形
成されてもよい。この場合においても、内部導体パター
ンは、上記のようにセラミックグリーンシート上に転写
されるものであるため、無理なく転写を行い得る程度に
乾燥されていなければならない。従って、十分に乾燥さ
れた内部導体パターンは、セラミックグリーンシート上
に転写されたとしても、セラミックグリーンシートをほ
とんど膨潤しない。

【００１５】また、本発明においては、上記セラミック
グリーンシートの形成は、好ましくは、カーテンコータ
ー法により行われる。カーテンコーター法は、後述の実
施例から明らかなようにセラミックスラリーを収納した
容器からセラミックグリーンシートを形成すべき面上
に、セラミックスラリーを滝のように流下させることに
よりセラミックスラリーを所定の厚みに塗布する方法で
ある。この方法によれば、転写された内部導体が形成さ
れている面上に、セラミックスラリーを所定の厚みに付
与することができる。すなわち、内部導体パターンが形
成されている部分と、その他の部分とにおいて内部導体
パターンの厚みによる段差が生じていたとしても、上面
が平坦な面とされるようにセラミックスラリーを付与す
ることができる。

【００１６】なお、上記セラミックグリーンシート形成
方法としては、上述したカーテンコータ法のほか、ドク
ターブレード法のような他の任意の方法を用いることが
できる。

【００１７】また、上記内部導体を構成する材料として
も、例えば、銀、パラジウム、ニッケル、銅もしくはこ
れらの合金のような適宜の導電性材料を用いることがで
きる。

【００１８】本発明は、上記のように、セラミックグリ
ーンシートの形成及び内部導体パターンの転写により積
層体を得る工程に特徴を有するものであり、その他の工
程については従来より公知の積層セラミック電子部品の
製造方法に従って行い得る。すなわち、生の積層体を得
た後の工程、例えば、積層体を厚み方向に加圧する工
程、積層体を焼成する工程、得られた焼結体に外部電極
を付与する工程等については、従来より公知の方法によ
って行い得る。

【００１９】

【発明の作用及び効果】本発明の製造方法では、支持体
上にてセラミックグリーンシートが形成され、かつ該支
持体上において上記積層体が構成されていく。従って、
セラミックグリーンシートを単体で取り扱って積層する
作業を必要としない。また、成形されたセラミックグリ
ーンシートを転写するといった作業も必要としない。従
って、厚みの薄いセラミックグリーンシート、例えば５
μｍ以下のような非常に薄いセラミックグリーンシート
を用いる場合においても、セラミックグリーンシートを
単独で取り扱う必要がないため、セラミックグリーンシ
ートの破損等を生じさせることなく、積層体を得ること
ができる。

【００２０】まず、上記内部導体パターンを金属膜で構
成した場合には、金属膜が溶剤等を含有していないた
め、セラミックグリーンシート上に転写された後に、セ
ラミックグリーンシートが膨潤しない。また、上記内部
導体パターンを導電ペーストにより構成した場合におい
ても、上記内部導体パターンは転写するのに十分な程度
に乾燥されているため、セラミックグリーンシート上に
転写された後においてセラミックグリーンシートはほと
んど膨潤しない。

【００２１】すなわち、本発明では、予め別途形成され
た内部導体パターンをセラミックグリーンシート上に転
写するため、セラミックグリーンシートの膨潤も効果的
に防止することができる。

【００２２】よって、本発明によれば、内部電極間のセ
ラミック層の厚みが薄い小型の積層セラミック電子部品
を安定に得ることが可能となる。特に、セラミックグリ
ーンシートの形成方法としてカーテンコーター法を用い
た場合には、転写された内部導体パターンを覆うように
形成されるセラミックグリーンシートの上面を容易に平
坦化することができる。すなわち、内部導体パターン形
成に伴う段差を小さくすることができ、従って、デラミ
ネーション等が発生し難い焼結体を確実に得ることがで
きる。

【００２３】

【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ実施例を説明
することにより、本発明を明らかにする。

【００２４】実施例１ まず、図３に示すキャリアフィルム１を用意する。キャ
リアフィルム１上に、導電ペーストをスクリーン印刷す
ることにより、内部導体パターン２ａ〜２ｄを形成す
る。同様にして、複数のキャリアフィルム１上に、上記
内部導体パターン２ａ〜２ｄを形成し、内部導体パター
ン２ａ〜２ｄを、後述の転写工程に供し得る程度に乾燥
した。

【００２５】他方、図４に示す支持体３を別途用意し
た。支持体３としては、本実施例では、アルミナからな
る所定の厚みの基板を用いた。上記支持体３上にチタン
酸バリウムを主体とする誘電体セラミックスラリーを用
い、ドクターブレード法により成形し、乾燥し、セラミ
ックグリーンシート４を得た。このセラミックグリーン
シート４の乾燥後の厚みは６μｍであった。

【００２６】次に、セラミックグリーンシート４上に、
キャリアフィルム１に支持された内部導体パターン２ａ
〜２ｄを、該内部導体パターン２ａ〜２ｄ側から圧接さ
せ、しかる後、キャリアフィルム１を剥離することによ
り、内部導体パターン２ａ〜２ｄを転写した。この状態
を図５に示す。

【００２７】次に、図６に示すように、転写された内部
導体パターン２ａ〜２ｄ上に、再度ドクターブレード法
によりセラミックグリーンシート５を形成した。以下、
同様にして、内部導体パターン２ａ〜２ｄの転写及びセ
ラミックグリーンシートの成形を繰り返した。その結
果、図７に示すように、内部導体パターン２ａ〜２ｄが
上述した各セラミックグリーンシートの厚みに相当する
厚みを有するセラミック層を隔てて積層されたセラミッ
ク積層体６を得た。

【００２８】上記のようにして得られた積層体６を、厚
み方向に加圧した後、個々の積層コンデンサに相当の形
状となるように厚み方向に切断し、積層体生チップを得
た。得られた積層体生チップを焼成し、焼結体を得た。
得られた焼結体の両端面に外部電極を付与し、積層コン
デンサを作製した。

【００２９】本実施例では、上記のように、内部導体パ
ターン２ａ〜２ｄが、セラミックグリーンシート上に転
写し得るように、十分に乾燥される。従って、内部導体
パターン２ａ〜２ｄに用いられた導電ペースト中の溶剤
によるセラミックグリーンシートの膨潤がほとんど生じ
難い。

【００３０】さらに、セラミックグリーンシートが単体
で取り扱われないため、積層体６を得るに至るまでの工
程において、セラミックグリーンシートの破損等も生じ
難い。

【００３１】実施例２ 実施例１で用いたのと同様のキャリアフィルム１を用意
した。もっとも、実施例２では、キャリアフィルム１の
上面１ａをシリコン離型剤により離型処理しておいた。

【００３２】次に、上記キャリアフィルム１上に、蒸着
によりパラジウムからなる金属薄膜を形成した。しかる
後、得られた金属薄膜をフォトリソグラフィーによりパ
ターニングし、図３に示した内部導体パターン２ａ〜２
ｄを形成した。なお、上記金属薄膜の厚みは約１μｍで
あった。

【００３３】上記のようにして得られた内部導体パター
ン２ａ〜２ｄを用いたことを除いては、実施例１と同様
にして、積層体を得、該積層体を用いて実施例１と同様
にして積層コンデンサを作製した。

【００３４】実施例２では、内部導体パターン２ａ〜２
ｄが、上記のようにパラジウムからなる金属薄膜により
構成されているため、従来の導電ペーストを用いて内部
電極を形成した相当の積層コンデンサに比べて厚み方向
寸法を小さくすることが可能とされており、かつ積層方
向において誘電体層の厚みが均一であることが確かめら
れた。

【００３５】実施例３ 実施例１と同様にしてキャリアフィルム１上に導電ペー
ストよりなる内部導体パターン２ａ〜２ｄを形成した。

【００３６】また、別途用意した支持体３上に、チタン
酸バリウムを主成分とする誘電体スラリーを用い、カー
テンコーター法によりセラミックスラリーを所定の厚み
に付与し、該セラミックスラリーを乾燥することによ
り、セラミックグリーンシート４を形成した。

【００３７】なお、上記カーテンコーター法は、図８に
示すように、下方にスラリー吐出口７ａを有するセラミ
ックスラリー収納容器７を用い、該セラミックスラリー
吐出口７ａからセラミックスラリー８を下方に滝のよう
に流下させつつ、セラミックグリーンシート形成面９ａ
を図示の矢印Ｘ方向に移動させてセラミックスラリーを
塗布する方法である。図８では、セラミックグリーンシ
ート上に内部導体パターン２ａ〜２ｄを最初に転写した
後に、セラミックグリーンシートをその上に形成する工
程が図示されている。カーテンコーター法では、セラミ
ックグリーンシート成形面９ａにおいて内部導体パター
ン２ａ〜２ｄが存在する部分と他の部分との高さが異な
っていても、上面が平坦なセラミックグリーンシートを
容易に形成できる。

【００３８】上記のようにしてカーテンコーター法によ
り得られたセラミックグリーンシートの厚みは約１０μ
ｍであった。以下、実施例１と同様にして、内部導体パ
ターン２ａ〜２ｄの転写及びセラミックグリーンシート
の形成を交互に行い、積層体を得た。しかる後、実施例
１と同様にして、積層コンデンサを作製した。

【００３９】実施例３で得られた積層コンデンサでは、
誘電体セラミック層が上記カーテンコーター法により形
成されたセラミックグリーンシートにより構成されてい
るためか、ドクターブレード法により形成されたサンプ
ル（実施例１，２）に比べて、内部電極形成部分と、内
部電極が形成されていない部分とにおける積層体の厚み
の差が小さいことが確かめられた。

【００４０】比較例 実施例１と同様に、アルミナ基板よりなる支持体３上
に、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体セラミック
スラリーを用いて、ドクターブレード法により該セラミ
ックスラリーを成形乾燥してセラミックグリーンシート
を得た。得られたセラミックグリーンシートの厚みは６
μｍであった。

【００４１】次に、上記セラミックグリーンシート上
に、導電ペーストをスクリーン印刷することにより内部
導体パターンを形成し、乾燥した。以下、同様に、セラ
ミックグリーンシートの形成及び内部導体パターンの印
刷・乾燥を繰り返すことにより、積層体を得た。上記の
ようにして得た積層体を用い、実施例１と同様にして積
層コンデンサを作製した。

【００４２】比較例の積層コンデンサでは、内部導体パ
ターンが導電ペーストを用い、かつ直接セラミックグリ
ーンシート上で形成されていたためか、セラミックグリ
ーンシートに膨潤が生じた。その結果、比較例で得られ
た積層コンデンサでは、実施例１〜３で得られた積層コ
ンデンサに比べて積層方向における誘電体セラミック層
の厚みのばらつきが大きく、かつ得られた焼結体におい
てデラミネーションが発生していた。

【００４３】また、実施例１〜３及び比較例の積層コン
デンサの電気的特性を測定したところ、比較例の積層コ
ンデンサでは、実施例１〜３の積層コンデンサに比べ
て、絶縁耐圧不良の多いことが確認された。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来法において、支持フィルム上に内部導体パ
ターン及びセラミックグリーンシートを成形した状態を
示す断面図。

【図２】従来法で得たマザーの積層体を示す略図的断面
図。

【図３】キャリアフィルム上に内部導体パターンを形成
した状態を示す断面図。

【図４】支持体上にセラミックグリーンシートを成形し
た状態を示す断面図。

【図５】セラミックグリーンシート上に内部導体パター
ンを転写した状態を示す断面図。

【図６】転写された内部導体パターン上にセラミックグ
リーンシートを成形した状態を示す断面図。

【図７】実施例において得られた積層体を説明するため
の断面図。

【図８】カーテンコーター法を説明するための断面図。

【符号の説明】

１…キャリアフィルム ２ａ〜２ｄ…内部導体パターン ３…支持体 ４…セラミックグリーンシート ５…セラミックグリーンシート ６…積層体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部導体を有する積層セラミック電子部
   品の製造方法であって、 支持体上にてセラミックグリーンシートを形成する工程
   と、 予め別途形成された内部導体パターンをセラミックグリ
   ーンシート上に転写する工程とを備え、 前記セラミックグリーンシート形成工程と、内部導体パ
   ターン転写工程とを繰り返すことにより積層体を得るこ
   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】 前記内部導体パターンが金属膜である、
   請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記内部導体パターンが、導電ペースト
   の塗布及び乾燥により形成される、請求項１に記載の積
   層セラミック電子部品の製造方法。
4. 【請求項４】 前記セラミックグリーンシートの形成
   が、カーテンコーター法により行われる、請求項１〜３
   のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方
   法。