JPH11340089A - 積層セラミック電子部品の製造方法及び積層セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック焼結体内にサイドギャップ領域を
有せず、材料使用効率及び電気的特性の向上を図り得る
だけでなく、絶縁層を容易に形成し得る積層セラミック
電子部品の製造方法。 【解決手段】 外表面に内部電極３，４の端縁が露出さ
れている未焼成のセラミック積層体を用意し、セラミッ
ク積層体を焼成し、かつセラミック積層体中に含有され
ているガラス成分を外表面に析出させて外表面がガラス
を主成分とする絶縁層７で被覆されたセラミック焼結体
６を得、セラミック焼結体６の外表面のうち、外部電極
９，１０が形成される領域を研磨して絶縁層を該領域に
おいて除去し、内部電極を露出させ、該領域に外部電極
９，１０を形成して積層コンデンサ８を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、積層コン
デンサや積層バリスタなどの積層セラミック電子部品に
関し、より詳細には、内部電極側方にサイドギャップ領
域を設けないことにより、小型化、材料使用効率の向上
及び電気的特性の精度の向上を図った積層セラミック電
子部品の製造方法及び積層セラミック電子部品に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】積層コンデンサなどの積層セラミック電
子部品は、複数の内部電極をセラミック層を介して重な
りあうように配置してなる一体焼成型のセラミック焼結
体を用いて構成されている。この種の積層セラミック電
子部品では、絶縁耐圧を高めるため及び耐湿性を高める
ために内部電極は、通常、外部電極と電気的に接続され
ている端縁を除いてはセラミック焼結体内に埋設されて
いる。すなわち、内部電極の側方にサイドマージン領域
が形成されているのが普通である。

【０００３】しかしながら、例えば、積層コンデンサに
おいては、上記サイドマージン領域を設けた分だけ、セ
ラミック焼結体が大きくなり、あるいは取得静電容量が
低下することになる。また、サイドマージン領域の寸法
ばらつきにより、静電容量がばらつくこともあった。

【０００４】そこで、サイドマージン領域を設けずにセ
ラミック焼結体を得、該セラミック焼結体を用いて積層
コンデンサを製造する方法が知られている。例えば、特
公平２−３０５７０号公報に記載の製造方法では、ま
ず、未焼成のセラミック積層体において、内部電極が外
部電極と接続される端面だけでなく、一対の側面にも露
出されているセラミック積層体を用いる。すなわち、内
部電極は、セラミック積層体の全幅に至るように形成さ
れている。しかる後、このセラミック積層体を焼成した
後、一対の側面に、絶縁性を確保するために合成樹脂や
ガラス等からなる絶縁層を形成し、かつセラミック焼結
体の一対の端面に外部電極を形成する。

【０００５】また、上記セラミック積層体を得た後、セ
ラミック積層体を構成しているセラミックスと同じセラ
ミックスラリーを用いてセラミック焼結体の側面に該ス
ラリーを塗布した後、焼成することにより絶縁層を形成
する方法も知られている。

【０００６】他方、特開平３−８２００６号公報には、
上記と同様に、内部電極が焼結体の端面だけでなく、一
対の側面にも露出するように、セラミック焼結体の全幅
に至るように形成されているセラミック焼結体を用いた
製造方法が開示されている。ここでは、このセラミック
焼結体の一対の側面を、エッチングすることにより、あ
るいはサンドブラストなどの物理的加工方法を用いるこ
とにより、内部電極側端縁近傍部分を除去する。しかる
後、内部電極側端縁近傍部分が除去されることにより生
じた空間に入り込み得るように、セラミック焼結体の側
面に合成樹脂などからなる絶縁材料を塗布し、硬化させ
て絶縁層を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、特公
平２−３０５７０号公報や特開平３−８２００６号公報
に記載の製造方法では、いずれの場合においても、内部
電極がセラミック積層体の全幅に至るように形成された
未焼成のセラミック積層体を用いている。しかしなが
ら、絶縁耐圧を確保するために、焼成後に合成樹脂など
からなる絶縁層を別途形成したり、あるいは焼成に先立
ちセラミック積層体を構成しているセラミックと同質の
セラミックスラリーを塗布した後焼成したりする必要が
あった。すなわち、セラミック焼結体自体を得る工程と
は別に、絶縁層を形成するために余分な工程を実施しな
ければならず、製造工程が煩雑であった。

【０００８】加えて、特開平３−８２００６号公報に開
示されている方法では、エッチングや物理的な加工方法
により内部電極側端縁近傍を除去していたが、この処理
に際し、セラミックスが損傷を受けることもあった。加
えて、上記エッチングや物理的方法により内部電極側端
縁近傍を除去した場合、その内部電極側端縁近傍が均一
に除去され難く、静電容量などの電気的特性の精度を高
めることが非常に困難であった。

【０００９】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、セラミック焼結体内において内部電極の側方
に余分なサイドギャップ領域が設けられておらず、従っ
て材料の使用効率が高められており、小型に構成するこ
とができ、かつ電気的特性の精度が高められた積層セラ
ミック電子部品を比較的簡単な工程でかつ安定に得るこ
とを可能とする積層セラミック電子部品の製造方法、並
びにそのように積層セラミック電子部品を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、積層セラミック電子部品の製造方法であって、外表
面に内部電極端縁が露出されており、かつガラス成分を
含有しているセラミックスからなる未焼成のセラミック
積層体を用意する工程と、前記セラミック積層体を焼成
し、かつ前記セラミック積層体中に含有されていたガラ
ス成分を外表面に析出させて外表面がガラスを主成分と
する絶縁層で被覆されたセラミック焼結体を得る工程
と、前記セラミック焼結体の外表面のうち、外部電極が
形成される領域を研磨し、該領域において絶縁層を除去
し、内部電極を露出させる工程と、露出された内部電極
に電気的に接続されるように、焼結体外表面に外部電極
を形成する工程とを備えることを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の発明では、前記未焼成の
セラミック積層体が、上面、下面、対向しあう一対の端
面及び一対の側面を有する直方体状の形状を有し、前記
内部電極端縁がセラミック積層体の一つの端面及び両側
面に露出されており、前記外部電極がセラミック焼結体
の一対の端面にそれぞれ形成される。

【００１２】請求項３に記載の発明では、前記セラミッ
ク積層体を構成しているセラミック材料が、Ｂ、Ｌｉ、
Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｎａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｋ、Ａｌ
及びＳｉのうち少なくとも２種以上の元素からなるガラ
スを含む組成を有する。

【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の積層セラミック電子部品の製造方法により得られる積
層セラミック電子部品であって、セラミック焼結体と、
セラミック焼結体内に配置された内部電極と、前記内部
電極に接続されるようにセラミック焼結体の外表面に形
成された外部電極と、外部電極が形成される領域以外に
おいてセラミック焼結体の外表面を被覆するように形成
されており、かつガラスを主成分とする絶縁層とを備え
ることを特徴とする。

【００１４】請求項５に記載の発明では、前記セラミッ
ク焼結体が、上面、下面、対向しあう一対の端面及び一
対の側面を有する直方体状の形状を有し、前記一対の端
面を覆うように第１，第２の外部電極がそれぞれ形成さ
れている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の具体的な実施例を説明することにより、本発明をより
詳細に説明する。

【００１６】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る積
層セラミック電子部品の一実施例としての積層コンデン
サを示す縦断面図及びＡ−Ａ線に沿う断面図である。以
下、本実施例の積層コンデンサ１の製造方法を、図１〜
図３を参照して説明する。

【００１７】積層コンデンサ８を得るにあたっては、ま
ず、誘電体セラミックスを主成分とし、ガラス成分を含
有するガラスリッチな組成のセラミックスラリーを用い
て、セラミックグリーンシートを成形する。

【００１８】次に、図２（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、矩形のセラミックグリーンシート１，２上に、該セ
ラミックグリーンシートの全幅に至るように内部電極
３，４が形成される。内部電極３は、セラミックグリー
ンシート１の一方端縁１ａから他方端縁１ｂに向かっ
て、但し他方端縁１ｂには至らないように形成されてい
る。

【００１９】図２（ｂ）に示すように、内部電極４は、
セラミックグリーンシート２の一方端縁２ａから他方端
縁２ｂに向かって、但し，他方端縁２ｂには至らないよ
うに形成されている。

【００２０】上記内部電極３，４は、ＡｇやＮｉなどの
導電ペーストをスクリーン印刷などにより付与すること
により形成することができる。もっとも、内部電極３，
４は、蒸着、スパッタリングなどの薄膜形成方法により
形成されていてもよい。

【００２１】内部電極３，４は、それぞれ、セラミック
グリーンシート１，２の両側縁１ｃ，１ｄ，２ｃ，２ｄ
に至るように形成されいてる。すなわち、内部電極３，
４は、セラミックグリーンシート１，２の全幅に至るよ
うに形成されている。

【００２２】次に、内部電極３，４が形成されたセラミ
ックグリーンシート１，２を、交互に繰り返し積層し、
上下に必要に応じて適宜の枚数の無地のセラミックグリ
ーンシートを積層し、厚み方向に加圧することにより、
未焼成のセラミック積層体を得る。

【００２３】上記のようにして得られた未焼成のセラミ
ック積層体を、図３（ａ）及び（ｂ）に示す。セラミッ
ク積層体５では、内部電極３，４が交互に積層されてお
り、内部電極３，３の端縁は、積層体５の一方端面５ａ
に突き出されている。また、内部電極４，４の端縁は、
他方端面５ｂに引き出されている。また、図３（ｂ）に
示すように、内部電極３，３，４，４は、厚み方向に重
なりあっている領域においては、セラミック積層体５の
全幅に至るように形成されている。

【００２４】すなわち、内部電極３，４は、セラミック
積層体５の一方の端面５ａあるいは５ｂと、両側面５
ｃ，５ｄにその端縁が露出している。上記セラミックグ
リーンシートを構成するセラミックスラリーとしては、
ガラス成分として、例えばＢ、Ｌｉ、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓ
ｒ、Ｎａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｋ、Ａｌ及びＳｉのうち
少なくとも２種以上の元素からなるものが用いられる。

【００２５】次に、セラミック積層体５を焼成すること
により、セラミック焼結体を得る。このようにして、図
１に示すセラミック焼結体６が得られる。ここで、前述
したセラミック積層体５は、上述したガラス成分を含む
セラミックスを用いて構成されている。従って、セラミ
ック焼結体６においては、焼成に際してガラス成分が外
表面に析出し、ガラス成分を主体とする絶縁層７が形成
される。この絶縁層７は、セラミック焼結体６の全外表
面を覆うように形成される。なお、図１においては、セ
ラミック焼結体６の端面６ａ，６ｂでは、絶縁層は形成
されていないが、これは、次に述べる研磨工程で除去さ
れているからである。

【００２６】すなわち、上記のようにして得たセラミッ
ク焼結体６の外表面のうち、外部電極の形成が予定され
ている領域、すなわち一対の端面を例えはサンドブラス
トなどにより研磨する。その結果、図１に示すようにセ
ラミック焼結体６の端面６ａ，６ｂにおいては、絶縁層
７が除去されている。この研磨により、端面６ａ，６ｂ
には、内部電極３，３，４，４の端縁が露出されてい
る。

【００２７】他方、図１（ｂ）から明らかなように、内
部電極３，４の端縁は、セラミック焼結体６の一対の側
面６ｃ，６ｄに露出している。しかしながら、上記絶縁
層７によりセラミック焼結体６の側面６ｃ，６ｄが被覆
されているので、その絶縁性が確保されている。また、
上記絶縁層７は、セラミック焼結体６の上面６ｅ及び下
面６ｆをも被覆するように形成されている。

【００２８】従って、セラミック焼結体６を用いた本実
施例の積層コンデンサ８は、十分な耐電圧特性、水分等
に対する耐シール性を示す。上記のようにして、端面６
ａ，6 ｂ上の絶縁層を除去した後、図１に示す第１，第
２の外部電極９，１０を形成する。外部電極９，１０
は、端面６ａ，６ｂをそれぞれ覆うように、すなわち内
部電極３または内部電極４に電気的に接続されるように
形成されている。

【００２９】外部電極９，１０の形成方法については、
特に限定されず、メッキ、蒸着、スパッタリング、導電
ペーストの塗布・焼き付けなどの適宜の方法により行い
得る。

【００３０】本実施例の積層コンデンサ８の製造方法に
よれば、上記のように、セラミック焼結体６を得る焼成
工程において、セラミックスに含有されていたガラス成
分が析出し、セラミックスの焼成と同時に絶縁層７が形
成される。従って、上述した先行技術では、絶縁層を形
成するために別途余分な工程を実施する必要があったの
に対し、本実施例の製造方法では、絶縁層７を形成する
ための余分な工程を必要としない。

【００３１】また、上記絶縁層７は、セラミック焼結体
６の両側面６ｃ，６ｄにおいて内部電極３，４の露出部
分を被覆しているだけでなく、上面６ｅ，下面６ｆをも
被覆しているため、積層コンデンサ８の絶縁耐圧や耐シ
ール性が十分に高められる。

【００３２】また、セラミック焼結体６においては、内
部電極３，４は全幅に至るように形成されているので、
すなわちセラミック焼結体６においてはサイドギャップ
領域は設けられていないため、小型化及び大容量化を容
易に図ることができる。

【００３３】上記実施例は、積層コンデンサに適用した
例を示したが、本発明は、積層コンデンサ以外の積層イ
ンダクタ、積層バリスタ、積層サーミスタ、積層圧電セ
ラミック部品などの様々な積層セラミック電子部品に同
様に適用することができる。すなわち、本発明は、積層
セラミック電子部品において、内部電極側方にサイドマ
ージン領域を設けずに、セラミック焼結体を得、絶縁を
確保するために焼成に際して上記ガラス成分を主体とす
る絶縁層を同時に形成することを特徴とするものである
ため、内部電極を有する積層型セラミック電子部品に一
般的に適用することができる。

【００３４】上記のように、焼成に際しガラス成分を主
体とする絶縁層を形成するには、上述したようにガラス
成分がリッチなセラミックスラリーを用いる必要があ
る。このようなセラミックの組成としては、セラミック
粉末１００重量％に対し、ガラス粉末を０．５〜１２重
量％程度含むものを用いることが望ましい。ガラス成分
の配合割合が０．５重量％未満の場合には、ガラス成分
を析出させて十分な膜厚の絶縁層を形成することが困難
となることがあり、１２重量％を超えると所望の誘電体
が得られないことがある。

【００３５】もっとも、上記ガラス成分の配合割合は、
セラミックの焼結性によっても依存するため、セラミッ
ク粉末の焼結性が高い場合には、ガラス成分の含有割合
は上記配合割合よりも少なくてもよい場合がある。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明に係る積層セラミ
ック電子部品の製造方法によれば、セラミック焼結体を
焼成する工程において、セラミック中のガラス成分が外
表面に析出し、それによって絶縁層が形成される。すな
わち、セラミックの焼成と同じ工程で絶縁層が形成され
るので、絶縁層を形成するために余分な工程を必要とし
ない。

【００３７】また、従来法では、エッチングや物理的加
工方法により内部電極側端縁近傍を除去していたため、
該工程において内部電極側端縁のばらつきが生じたり、
セラミックスに損傷を与えることがあった。これに対し
て、請求項１に記載の発明に係る製造方法では、このよ
うな処理工程を必要としないため、セラミックスの損傷
が生じ難く、かつ内部電極側端縁の位置のばらつきも生
じ難い。

【００３８】従って、サイドギャップ領域を有しないセ
ラミック焼結体を用いて、小型化及び電気的特性の精度
の向上を図り得るだけでなく、煩雑な工程を実施するこ
となく絶縁層を形成することができ、従って、十分な耐
絶縁性に優れた積層セラミック電子部品を容易に提供す
ることができる。

【００３９】請求項２に記載の発明では、セラミック積
層体が上面、下面、対向し合う一対の側面及び一対の端
面を有する直方体状の形状を有し、従って、矩形のセラ
ミックグリーンシートに内部電極を介在させて積層する
従来の一般的なセラミック積層一体焼成技術を用い、積
層セラミック電子部品を容易に得ることができる。この
場合、絶縁層は、セラミック焼結体の上面及び下面をも
被覆するように形成されるので、絶縁耐圧、耐シール性
が十分に高められる。

【００４０】請求項３に記載の発明では、上記セラミッ
ク積層体を構成するセラミック材料が、Ｂ、Ｌｉ、Ｐ
ｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｎａ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｋ、Ａｌ及
びＳｉのうち少なくとも２種以上の元素よりなる組成を
有するため、焼成に際し、ガラス成分がセラミック焼結
体外表面に確実に析出し、絶縁層を安定にかつ確実に形
成することができる。

【００４１】請求項４に記載の発明に係る積層セラミッ
ク電子部品では、外部電極が形成される領域以外のセラ
ミック焼結体の外表面が絶縁層で被覆されているので、
絶縁耐圧が効果的に高められる。加えて、請求項１に記
載の発明の製造方法により得られるため、小型化及び静
電容量などの電気的特性の精度の向上を図り得るだけで
なく、セラミックスの損傷も生じ難い。

【００４２】また、請求項１に記載の発明の製造方法に
より得ることができるため、比較的簡単な工程で製造す
ることができ、従って積層セラミック電子部品を安価に
提供することができる。

【００４３】請求項５に記載の発明では、セラミック積
層体が上面、下面、対向し合う一対の側面及び一対の端
面を有する直方体状の形状を有し、従って、矩形のセラ
ミックグリーンシートを内部電極を介在させて積層する
従来の一般的なセラミック積層一体焼成技術を用い、積
層セラミック電子部品を容易に得ることができる。この
場合、絶縁層は、セラミック焼結体の上面及び下面をも
被覆するように形成されるので、絶縁耐圧や耐シール性
が十分に高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明の一実
施例に係る積層コンデンサの縦断面図及びＡ−Ａ線に沿
う断面図。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、未焼成のセラ
ミック積層体を得るのに用いられるセラミックグリーン
シート及びその上に形成される内部電極の形状を説明す
るための各平面図。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例の製造
方法において用意される未焼成のセラミック積層体を説
明するための縦断面図及びＡ−Ａ線に沿う断面図。

【符号の説明】

１，２…セラミックグリーンシート ３，４…内部電極 ５…セラミック積層体 ５ａ，５ｂ…端面 ５ｃ，５ｄ…側面 ５ｅ…上面 ５ｆ…下面 ６…セラミック焼結体 ６ａ，６ｂ…端面 ６ｃ，６ｄ…側面 ６ｅ…上面 ６ｆ…下面 ７…絶縁層 ８…積層コンデンサ ９，１０…第１，第２の外部電極

フロントページの続き (72)発明者 小村 好浩 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 安積 健 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 田中 雪夫 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層セラミック電子部品の製造方法であ
   って、 外表面に内部電極端縁が露出されており、かつガラス成
   分含有セラミックスを主体とする未焼成のセラミック積
   層体を用意する工程と、 前記セラミック積層体を焼成し、かつ前記セラミック積
   層体中に含有されていたガラス成分を外表面に析出させ
   て外表面がガラスを主成分とする絶縁層で被覆されたセ
   ラミック焼結体を得る工程と、 前記セラミック焼結体の外表面のうち、外部電極が形成
   される領域を研磨し、該領域において絶縁層を除去し、
   内部電極を露出させる工程と、 露出された内部電極に電気的に接続されるように、焼結
   体外表面に外部電極を形成する工程とを備えることを特
   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】 前記未焼成のセラミック積層体が、上
   面、下面、対向しあう一対の端面及び一対の側面を有す
   る直方体状の形状を有し、前記内部電極端縁がセラミッ
   ク積層体の一つの端面及び両側面に露出されており、 前記外部電極がセラミック焼結体の一対の端面にそれぞ
   れ形成される、請求項１に記載の積層セラミック電子部
   品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記セラミック積層体を構成しているセ
   ラミック材料が、Ｂ、Ｌｉ、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｎａ、
   Ｃａ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｋ、Ａｌ及びＳｉのうち少なくとも
   ２種以上の元素からなるガラスを含む組成を有する、請
   求項１または２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】 請求項１に記載の積層セラミック電子部
   品の製造方法により得られる積層セラミック電子部品で
   あって、 セラミック焼結体と、 セラミック焼結体内に配置された内部電極と、 前記内部電極に接続されるようにセラミック焼結体の外
   表面に形成された外部電極と、 外部電極が形成される領域以外においてセラミック焼結
   体の外表面を被覆するように形成されており、かつガラ
   スを主成分とする絶縁層とを備えることを特徴とする、
   積層セラミック電子部品。
5. 【請求項５】 前記セラミック焼結体が、上面、下面、
   対向しあう一対の端面及び一対の側面を有する直方体状
   の形状を有し、前記一対の端面を覆うように第１，第２
   の外部電極がそれぞれ形成されている、請求項４に記載
   の積層セラミック電子部品。