JPH09134842A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
積層セラミック電子部品の製造方法Info
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- JPH09134842A JPH09134842A JP7290985A JP29098595A JPH09134842A JP H09134842 A JPH09134842 A JP H09134842A JP 7290985 A JP7290985 A JP 7290985A JP 29098595 A JP29098595 A JP 29098595A JP H09134842 A JPH09134842 A JP H09134842A
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- Japan
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 デラミネーションの発生のない積層セラミッ
ク電子部品の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 セラミック誘電体粉末を主成分とする層
とＰｄ粉末を主成分とする層とを一体に積み重ね、圧着
した積層体を焼成する過程において、従来の大気中で全
て焼成する方法とは異なり、常温から低くとも７００
℃、高くとも９００℃までＨ2を１〜１０モル％とＮ2を
９９〜９０モル％とを混合した雰囲気下で昇温し、その
後は大気中で焼成する方法である。
ク電子部品の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 セラミック誘電体粉末を主成分とする層
とＰｄ粉末を主成分とする層とを一体に積み重ね、圧着
した積層体を焼成する過程において、従来の大気中で全
て焼成する方法とは異なり、常温から低くとも７００
℃、高くとも９００℃までＨ2を１〜１０モル％とＮ2を
９９〜９０モル％とを混合した雰囲気下で昇温し、その
後は大気中で焼成する方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は積層セラミックコン
デンサなどの積層セラミック電子部品の製造方法に関す
るものである。
デンサなどの積層セラミック電子部品の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より小型大容量化を目的としてセラ
ミック薄膜誘電体の並列配線構造を有する積層セラミッ
クコンデンサはよく知られている。
ミック薄膜誘電体の並列配線構造を有する積層セラミッ
クコンデンサはよく知られている。
【０００３】この積層セラミックコンデンサの製造方法
は一般的には次の通りである。まず、チタン酸バリウ
ム、チタン酸カルシウムなどの酸化物粉末に数種の添加
物を加えて混合した後、有機バインダーを加えて粘性の
高いスラリーとし、これをドクターブレード法、リバー
スロール法などの一般的なシート成型方法により、２０
〜１００μｍのシートを作製する。
は一般的には次の通りである。まず、チタン酸バリウ
ム、チタン酸カルシウムなどの酸化物粉末に数種の添加
物を加えて混合した後、有機バインダーを加えて粘性の
高いスラリーとし、これをドクターブレード法、リバー
スロール法などの一般的なシート成型方法により、２０
〜１００μｍのシートを作製する。
【０００４】この後、シート上にパラジウムを主成分と
する粉末を有機バインダー中に分散させたペーストをス
クリーン印刷する。そして、印刷されたシートを２〜６
０層重ね合わせて圧着し積層体を作製する。この積層体
を適当な大きさに切断し、電気炉にて大気中、１２００
〜１４００℃の高温になるまで１０〜３０時間かけて昇
温し、最高温度で１〜５時間保持して積層体群を充分に
焼結させた後、１０〜２０時間かけて常温近くまで降温
すると積層セラミック群を得る。
する粉末を有機バインダー中に分散させたペーストをス
クリーン印刷する。そして、印刷されたシートを２〜６
０層重ね合わせて圧着し積層体を作製する。この積層体
を適当な大きさに切断し、電気炉にて大気中、１２００
〜１４００℃の高温になるまで１０〜３０時間かけて昇
温し、最高温度で１〜５時間保持して積層体群を充分に
焼結させた後、１０〜２０時間かけて常温近くまで降温
すると積層セラミック群を得る。
【０００５】この積層セラミック群に端子電極として、
銀とパラジウム合金または銀の粉末よりなるペーストを
付着し、７００〜９００℃で焼付けることにより、積層
セラミックコンデンサが得られる。
銀とパラジウム合金または銀の粉末よりなるペーストを
付着し、７００〜９００℃で焼付けることにより、積層
セラミックコンデンサが得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような積層セラミ
ックコンデンサはプリント基板に直に自動装着して用い
られることがほとんどである。そして、自動装着された
積層セラミックコンデンサは高温ではんだ付けされる。
このため、積層セラミック内部にセラミック層とＰｄ層
とが密着せず、層間剥離、すなわちデラミネーションが
存在するとはんだ付け時の熱衝撃により積層セラミック
が破壊し、もはやコンデンサとして機能しなくなる場合
がある。
ックコンデンサはプリント基板に直に自動装着して用い
られることがほとんどである。そして、自動装着された
積層セラミックコンデンサは高温ではんだ付けされる。
このため、積層セラミック内部にセラミック層とＰｄ層
とが密着せず、層間剥離、すなわちデラミネーションが
存在するとはんだ付け時の熱衝撃により積層セラミック
が破壊し、もはやコンデンサとして機能しなくなる場合
がある。
【０００７】既に述べた従来の積層セラミックコンデン
サの製造方法の中で、大気中で焼成を行うことによって
得られる積層セラミックはしばしばデラミネーションを
有することがある。特にＰｄ層が多数積層された積層セ
ラミック程デラミネーションは発生しやすい。したがっ
て、最近は積層セラミックコンデンサの小型化、大容量
化が要望されているため、ますます多積層化が必要とな
ってきたことから、デラミネーションを防止する製造上
の技術確立が緊急を要する課題となっていた。
サの製造方法の中で、大気中で焼成を行うことによって
得られる積層セラミックはしばしばデラミネーションを
有することがある。特にＰｄ層が多数積層された積層セ
ラミック程デラミネーションは発生しやすい。したがっ
て、最近は積層セラミックコンデンサの小型化、大容量
化が要望されているため、ますます多積層化が必要とな
ってきたことから、デラミネーションを防止する製造上
の技術確立が緊急を要する課題となっていた。
【０００８】本発明は以上のような従来の欠点を除去
し、デラミネーションの発生のない積層セラミック電子
部品の製造方法を提供することを目的とする。
し、デラミネーションの発生のない積層セラミック電子
部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明はセラミック誘電体粉末を主成分とする層とＰ
ｄ粉末を主成分とする層とを一体に積み重ねた積層体を
焼成過程において、常温から低くとも７００℃まで、高
くとも９００℃までＨ2を１〜１０モル％とＮ2を９９〜
９０モル％とを混合した気流中で昇温し、その後は大気
中で焼成することにより、デラミネーションを防止し得
るものである。
に本発明はセラミック誘電体粉末を主成分とする層とＰ
ｄ粉末を主成分とする層とを一体に積み重ねた積層体を
焼成過程において、常温から低くとも７００℃まで、高
くとも９００℃までＨ2を１〜１０モル％とＮ2を９９〜
９０モル％とを混合した気流中で昇温し、その後は大気
中で焼成することにより、デラミネーションを防止し得
るものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、所定の原料を秤量し、これを混合したスラリーを所
望の厚さのシート状に成形してなるセラミック誘電体粉
末を主成分とする層と、スクリーン印刷などにより成形
するＰｄ粉末を主成分とする層とを一体に積み重ねて圧
着した積層体を焼成する過程において、常温から最低で
７００℃、最高で９００℃まではＨ2を１〜１０モル％
とＮ2を９９〜９０モル％とを混合した気体雰囲気中で
昇温し、その後、前記積層体が焼結する温度までの昇温
過程並びに焼結する温度での保持過程とこれに続く常温
付近までの降温過程は大気中で焼成するものであり、こ
れによってデラミネーションの発生が防止できることに
なる。
は、所定の原料を秤量し、これを混合したスラリーを所
望の厚さのシート状に成形してなるセラミック誘電体粉
末を主成分とする層と、スクリーン印刷などにより成形
するＰｄ粉末を主成分とする層とを一体に積み重ねて圧
着した積層体を焼成する過程において、常温から最低で
７００℃、最高で９００℃まではＨ2を１〜１０モル％
とＮ2を９９〜９０モル％とを混合した気体雰囲気中で
昇温し、その後、前記積層体が焼結する温度までの昇温
過程並びに焼結する温度での保持過程とこれに続く常温
付近までの降温過程は大気中で焼成するものであり、こ
れによってデラミネーションの発生が防止できることに
なる。
【００１１】上記のような方法によってデラミネーショ
ンが防止できる理由は次のような作用に基づくものと考
えられる。
ンが防止できる理由は次のような作用に基づくものと考
えられる。
【００１２】すなわち、まず第一にＰｄ粉末は４００℃
以上の高温下で酸素が存在すると酸化が進み、７００℃
付近で酸化が最も著しくなる。８２０℃付近に達すると
逆に酸素を放出する性質を有している。故にＰｄ粒子が
しだいにＰｄＯ粒子へと変化する際、体積が約１．５倍
になるので積層体の体積も膨張するが、ＰｄＯが次に酸
素を放出する際にはＰｄ粒子に急激に体積収縮すること
になり、セラミック粉末層とＰｄ粒子層との間にすき間
が生じる。これがデラミネーション発生の原因と考えら
れる。
以上の高温下で酸素が存在すると酸化が進み、７００℃
付近で酸化が最も著しくなる。８２０℃付近に達すると
逆に酸素を放出する性質を有している。故にＰｄ粒子が
しだいにＰｄＯ粒子へと変化する際、体積が約１．５倍
になるので積層体の体積も膨張するが、ＰｄＯが次に酸
素を放出する際にはＰｄ粒子に急激に体積収縮すること
になり、セラミック粉末層とＰｄ粒子層との間にすき間
が生じる。これがデラミネーション発生の原因と考えら
れる。
【００１３】したがって、Ｈ2とＮ2の混合気流中ではＰ
ｄ粒子は全く酸化しないため体積膨張を防止でき、デラ
ミネーションの原因を断つことができる。また、Ｈ2と
Ｎ2の混合気流中で焼成すると、Ｈ2の存在により電気炉
内壁、焼成サヤ表面および積層体表面に吸着する酸素を
容易に水蒸気に変化させるため、完全に酸素を除去で
き、多数量の積層体を焼成してもＰｄＯは生じないので
デラミネーションの発生を防止できることになる。
ｄ粒子は全く酸化しないため体積膨張を防止でき、デラ
ミネーションの原因を断つことができる。また、Ｈ2と
Ｎ2の混合気流中で焼成すると、Ｈ2の存在により電気炉
内壁、焼成サヤ表面および積層体表面に吸着する酸素を
容易に水蒸気に変化させるため、完全に酸素を除去で
き、多数量の積層体を焼成してもＰｄＯは生じないので
デラミネーションの発生を防止できることになる。
【００１４】尚、Ｈ2１〜１０モル％、Ｎ2９９〜９０モ
ル％の混合気体は暴発限界内の安全な気体である。
ル％の混合気体は暴発限界内の安全な気体である。
【００１５】以下、本発明の一実施の形態に基づき積層
セラミック電子部品の製造方法を詳細に説明する。
セラミック電子部品の製造方法を詳細に説明する。
【００１６】まず、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）
１００重量部に対し、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ
3）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を共に３重量部、さらに
二酸化マンガン（ＭｎＯ2）を０．２重量部添加して充
分に混合する。この後に有機バインダーとしてポリビニ
ルブチラール５重量％および可塑剤としてフタル酸ジブ
チル０．５重量％の酢酸ブチル溶液を加え、粘度２．５
〜３．５Ｐａ・Ｓのスラリーとし、リバースロール工法
にて３０μｍの厚みのシートに成型する。
１００重量部に対し、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ
3）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）を共に３重量部、さらに
二酸化マンガン（ＭｎＯ2）を０．２重量部添加して充
分に混合する。この後に有機バインダーとしてポリビニ
ルブチラール５重量％および可塑剤としてフタル酸ジブ
チル０．５重量％の酢酸ブチル溶液を加え、粘度２．５
〜３．５Ｐａ・Ｓのスラリーとし、リバースロール工法
にて３０μｍの厚みのシートに成型する。
【００１７】このシート上にＰｄペーストを所定のパタ
ーンで厚み３〜６μｍとなるようスクリーン印刷したも
のを重ね合わせた後、加圧して積層する。この積層体を
所定の寸法に切断した後、種々の雰囲気で焼成した。た
だし、焼成過程での昇温速度は毎時２００℃、焼成最高
保持温度は１３６０℃で２時間、降温速度は毎時２００
℃に一律に設定した。また、雰囲気変更は昇温過程のみ
とし、その他の過程は全て大気中で行った。
ーンで厚み３〜６μｍとなるようスクリーン印刷したも
のを重ね合わせた後、加圧して積層する。この積層体を
所定の寸法に切断した後、種々の雰囲気で焼成した。た
だし、焼成過程での昇温速度は毎時２００℃、焼成最高
保持温度は１３６０℃で２時間、降温速度は毎時２００
℃に一律に設定した。また、雰囲気変更は昇温過程のみ
とし、その他の過程は全て大気中で行った。
【００１８】（表１）は実験した条件分類に対して、昇
温の温度区間毎の雰囲気を示したものである。但し、表
中の記号ＡとＢはそれぞれＨ2１モル％、１０モル％を
含むＮ2ガスである。
温の温度区間毎の雰囲気を示したものである。但し、表
中の記号ＡとＢはそれぞれＨ2１モル％、１０モル％を
含むＮ2ガスである。
【００１９】
【表１】
【００２０】次に、（表２）は（表１）の条件分類毎に
実験を行った結果を示すもので、Ｐｄ印刷層数の異なる
積層体毎にデラミネーションの発生率を示したものであ
る。但し、条件毎の検査数量は各１００個である。
実験を行った結果を示すもので、Ｐｄ印刷層数の異なる
積層体毎にデラミネーションの発生率を示したものであ
る。但し、条件毎の検査数量は各１００個である。
【００２１】
【表２】
【００２２】（表２）からわかるように条件１の従来
例、すなわち大気中での条件下で一貫して焼成するとデ
ラミネーションが全てのＰｄ印刷層数について発生す
る。また、条件２に示すように９００℃までＮ2雰囲気
で昇温した場合はＰｄ印刷層数の少ないものに対しては
効果が認められるが、４０層以上に対してはデラミネー
ションが発生する。一方、条件６および９に示すように
条件２の雰囲気をＨ2を含有するＮ2の雰囲気で置換する
とＰｄ印刷層数が５０層のような多層のものに対しても
デラミネーションは皆無である。
例、すなわち大気中での条件下で一貫して焼成するとデ
ラミネーションが全てのＰｄ印刷層数について発生す
る。また、条件２に示すように９００℃までＮ2雰囲気
で昇温した場合はＰｄ印刷層数の少ないものに対しては
効果が認められるが、４０層以上に対してはデラミネー
ションが発生する。一方、条件６および９に示すように
条件２の雰囲気をＨ2を含有するＮ2の雰囲気で置換する
とＰｄ印刷層数が５０層のような多層のものに対しても
デラミネーションは皆無である。
【００２３】そこで、Ｈ2を含有するＮ2雰囲気を必要と
する温度区間を調べると、条件５および８の結果は先の
条件６および９の結果と同様であるのに対し、条件３お
よび４ではデラミネーションの発生を防止する効果が認
められないことから、最低７００℃まではＨ2１〜１０
モル％、Ｎ2９９〜９０モル％の雰囲気下で昇温すれば
デラミネーションを防止し得る。
する温度区間を調べると、条件５および８の結果は先の
条件６および９の結果と同様であるのに対し、条件３お
よび４ではデラミネーションの発生を防止する効果が認
められないことから、最低７００℃まではＨ2１〜１０
モル％、Ｎ2９９〜９０モル％の雰囲気下で昇温すれば
デラミネーションを防止し得る。
【００２４】ところが、条件７のように１０００℃まで
上記雰囲気で昇温すると、積層体が半導体化し、色が灰
黒色となり、セラミックが低抵抗体となるためデラミネ
ーションは防止はできても誘電体の性質を損なうので適
切ではない。したがって、上限の温度は９００℃が適切
である。
上記雰囲気で昇温すると、積層体が半導体化し、色が灰
黒色となり、セラミックが低抵抗体となるためデラミネ
ーションは防止はできても誘電体の性質を損なうので適
切ではない。したがって、上限の温度は９００℃が適切
である。
【００２５】
【発明の効果】以上の実施例で説明したように、セラミ
ック誘電体粉末をを主成分とする層とＰｄ粉末を主成分
とする層とを一体に積み重ねた積層体を焼成する過程に
おいて、常温から低くとも７００℃まで、高くとも９０
０℃までＨ2を１〜１０モル％とＮ2９９〜９０モル％と
を混合した雰囲気下で昇温し、その後は大気中で焼成す
る本発明の方法により、デラミネーションを防止するこ
とができる。
ック誘電体粉末をを主成分とする層とＰｄ粉末を主成分
とする層とを一体に積み重ねた積層体を焼成する過程に
おいて、常温から低くとも７００℃まで、高くとも９０
０℃までＨ2を１〜１０モル％とＮ2９９〜９０モル％と
を混合した雰囲気下で昇温し、その後は大気中で焼成す
る本発明の方法により、デラミネーションを防止するこ
とができる。
【００２６】したがって、本発明の方法により、従来の
方法では困難であった多積層セラミック電子部品の製造
が可能となり、積層セラミックコンデンサの小型化、大
容量化に対して極めて有利となる上、従来の低積層セラ
ミック電子部品に対してもデラミネーションの発生確率
を著しく低下し得るため、従来、プリント基板へのはん
だ付け時の熱衝撃による素子破壊の危険率をも低下させ
ることが期待し得るなど、その産業的価値は高い。
方法では困難であった多積層セラミック電子部品の製造
が可能となり、積層セラミックコンデンサの小型化、大
容量化に対して極めて有利となる上、従来の低積層セラ
ミック電子部品に対してもデラミネーションの発生確率
を著しく低下し得るため、従来、プリント基板へのはん
だ付け時の熱衝撃による素子破壊の危険率をも低下させ
ることが期待し得るなど、その産業的価値は高い。
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の原料を秤量し、これを混合したス
ラリーを所望の厚さのシート状に成形してなるセラミッ
ク誘電体粉末を主成分とする層と、スクリーン印刷など
により形成するＰｄ粉末を主成分とする層とを一体に積
み重ねて圧着した積層体を焼成する過程において、常温
から最低で７００℃、最高で９００℃まではＨ2を１〜
１０モル％とＮ2を９９〜９０モル％とを混合した気体
雰囲気中で昇温し、その後、前記積層体が焼結する温度
までの昇温過程並びに焼結する温度での保持過程とこれ
に続く常温付近までの降温過程は大気中で焼成する積層
セラミック電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290985A JPH09134842A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7290985A JPH09134842A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09134842A true JPH09134842A (ja) | 1997-05-20 |
Family
ID=17762977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7290985A Pending JPH09134842A (ja) | 1995-11-09 | 1995-11-09 | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09134842A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100598304B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2006-07-10 | 다이요 유덴 가부시키가이샤 | 적층 세라믹 전자 부품의 제법 |
| US7276130B2 (en) | 2001-04-12 | 2007-10-02 | Tdk Corporation | Production method of multilayer ceramic electronic device |
-
1995
- 1995-11-09 JP JP7290985A patent/JPH09134842A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100598304B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2006-07-10 | 다이요 유덴 가부시키가이샤 | 적층 세라믹 전자 부품의 제법 |
| US7276130B2 (en) | 2001-04-12 | 2007-10-02 | Tdk Corporation | Production method of multilayer ceramic electronic device |
| US7578896B2 (en) | 2001-04-12 | 2009-08-25 | Tdk Corporation | Production method of multilayer ceramic electronic device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |