JPS6216142A - セラミツク積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、雰囲気焼成によって焼結されるセラミック
積層体であって、焼成その他の熱処理中の雰囲気がセラ
ミック積層体の内部にまで及ぶようにするための構造に
関するものである。

発明の概要 この発明は、セラミック積層体において、セラミックの
焼成段階で多孔性となるダミー層を当該セラミック積層
体の内部から外表面にまで延びた状態で形成することに
より、 焼成その他の熱処理中の雰囲気を、この多孔性のダミー
層を介して内部にまで届かせようとするものである。

従来の技術 雰囲気焼成によって製造されるセラミツク８！１層体の
一例として、ニッケル等の金属を内部電極とし、水素ガ
ス等を含む還元ないし中性雰囲気で焼成される積層コン
デンサがある。

このような積層コンデンサは製造過程にＪ′３いては、
まず、上述したような焼成中の雰囲気が積層体の内部に
まで届かなければならない。また、焼成後の積層コンデ
ンサは、外部電極を施した接、空気中または中位酸素温
度雰囲気中での熱処理により酸化処理され、セラミック
の電気的性能の向上、たとえば高温での絶縁抵抗の向上
が図られる。

この場合においても、酸化処理の作用が、積層コンデン
リの内部にまで届かなければならない。

発明が解決しようとする問題点 ところで、積層コンデンサの大容量化を図ることを目的
として、内部°電極の重なり面積を増すために、内部電
極の積み重ね枚数を増す方法がある。

この方法を採用すれば、積層コンデンサの積層数が増し
、積層コンデンサが厚くなる。そのため、前述したよう
な雰囲気焼成や酸化処理において、それぞれの雰囲気ガ
スが積層コンデンサの内部にまで届きにくいという難点
がある。このような事態を招くと、雰囲気焼成段階にお
いては、セラミックの均一な焼結が阻害され、積層コン
デンサの中心部付近にポーラスな部分を残してしまった
り。

さらに、極端に番よ、内部電極が溶融し切れてしまうこ
ともある。また、酸化処理段階においては、熱処理中、
雰囲気ガスがｆａ層コンデンサの内部にまで届かないこ
とになれば、充分な酸化処理効果が発揮されず、結果と
して、絶縁抵抗が低下し、寿命特性に劣るといった、品
質の低下を招く。

なお、大容量の積層コンデンサを得る方法として、中容
量の積層コンデンサチップをブロック化し、ケーシング
して樹脂封止する方法も提案されているが、製造工程が
煩雑である。

そこで、この発明は、焼成または酸化処理のような熱処
理において、その雰囲気が内部にまでできるだけ均一に
及ぶようにした、セラミック積層体を提供しようとする
ものである。

問題点を解決するための手段 上述の問題点は、セラミックの焼成段階で多孔性となっ
たダミー層を、セラミック積層体の内部から外表面にま
で延びて形成するという技術的手段を講じることにより
解決される。

作用 まず、セラミックの焼成段階においては、少なくともセ
ラミックの焼結が達成される時点ではダミー層が多孔性
となっているので、焼成中の雰囲気は、このダミー層を
通して積層体の内部にまで容易に到達芽る。また、焼成
後においては、ダミーｍは多孔性のままで残されている
ので、ここを通じて、酸化処理等の雰囲気は、積層体の
内部にまで届く。

実施例 この発明の一実施例を、第１図ないし第４図を参照して
説明する。ここには、積層コンデンサ１が示されている
。

この積層コンデンサ１は、点線で第１図、第２図および
第４図で示されるように、２つのダミー層２を備えてい
る。その他の構成は、従来のｆＩ層コンデンザと同様で
ある。以下、積層コンデンサ１の製造工程を説明するこ
とにより、構成を明らかにする。

まず、ダミー層２の形成方法については、たとえば米国
特許第３６７９９５０号等に開示されている方法が用い
られている。すなわち、積層コンデンサ１を構成する誘
電体セラミックの粉末と燃焼し消失するカーボン粉末ま
たは樹脂等とを混合したペーストをスクリーン印Ｉ１１
等で、第３図に示すように、セラミックグリーンシート
３（但し、Ｉ！３図では、焼結後の状態となっている。

ン上に塗布し、乾燥する。内部電極４も、同様にスクリ
ーン印刷等で、たとえばニッケルペーストをセラミック
グリーンシート上に塗布し乾燥することにより形成され
る。

これらの印刷されたセラミックグリーンシートを積層す
るとき、所定枚数の内部電極印刷シートを重ねた後に、
ダミー層印刷シート３を挾み、さらに所定枚数の内８Ｉ
ｌ電極印刷シートを積み重ねる。

これらを繰返して、所定間隔ごとにダミー層印刷シート
３が挾まれた積層ブロックを得る。この積層ブロックを
、プレス圧着し、次いで切断することにより、′Ｍ４Ｊ
ｌＩ体チップ５が（ｑられる。但し、図面に示された積
層体デツプ５は、焼成後の段階として図示されている。

上述した焼成前のｌａｍ体チップ５は、ダミー層２に含
まれるカーボンまたは樹脂等が燃焼する温度域までゆっ
くりと昇温され、それによって、カーボンまたは樹脂等
が消失されると、第１図および第２図に示すように、ダ
ミー層２が多孔性となる。

この多孔性のダミー層２は、Ｗ４層体チップ５のセラミ
ックの焼成工程における少なくとも中間段階においても
、最終段階においても、焼結終了後においても、多孔性
に保たれる。したがって、セラミックの焼結段階におい
ては、たとえば水素ガス等の還元ないしは中性雰囲気ガ
スが、この多孔性のダミー層２を介して、Ｍｉ層体チッ
プ５の中心部にまで到達し、セラミックの焼結を促す。

また、焼成後の積層体チップ５に酸化処理を施ザ場合、
酸素ガスがこの多孔性のダミー層２を介して積層体チッ
プ５の中心部にまで作用する。したがって、均一な酸化
処理効果を期待できる。

第１図、第３図および第４図に示すように、積層体チッ
プ５には、焼成後において、外部電極６が付与される。

この外部電極６の付与は、上述した酸化処理前であって
も後であってもよい。外部電極６の付与が酸化処理の萌
に行なわれる場合には、ダミー層２は、積層体チップ５
の外表面であって外部電極６が形成されない面において
開口されるのが好ましい。なぎなら、外部電極６が多孔
性のダミー層２を塞ぐことになり、酸化処理効果を阻害
するためである。また、外部電極６として銀ペーストの
ごとく、溶剤を含むペーストを塗布する場合には、その
溶剤が多孔性のダミー層２中に吸入され、ダミー層２内
にトラップされることがある。この場合、塗布されたペ
ーストを焼付けるとき、溶剤が急激に加熱され膨張する
ため、積層体チップ５がダミー層２の部分で剥がれてし
まうこともある。このような理由によっても、ダミー層
２は、外部電極６が形成されない面において開口される
のが望ましい。

なお、上述したような不都合が問題にならない場合には
、ダミー層は外部電極が形成された面において開口され
ていてもよい。この場合であっても、少なくとも積層体
チップの焼結過程で雰囲気ガスを８１層体チップの中心
部にまで作用させる機能は十分果たし１ｑることができ
る。

たとえば第４図に示した積層コンデンサ１は、ダミー層
２を外部に対して開口したままの状態となっているが、
そのまま使用されても、コンデンサの基本性能上からは
全く問題にならない。しかしながら、以下に述べるよう
な問題を考慮するとぎ、多孔性のダミー層２は最終的に
有機物質等で埋めてしまうのが好ましい。

たとえば、積層コンデンサ１に外装樹脂コートを施す場
合、ダミー層２に取り込まれている空気が加熱により膨
張され、外部へ放出されるとき、外装樹脂中に泡を作る
場合がある。このような泡の発生は、外装樹脂コートの
目的からして避けられなければならない。

また、外装樹脂コートを施さない場合、多孔性のダミー
層２が空気中の湿気を吸着し、極端な場合、対向する外
部電極６間を電気的にブリッジしてしまう危惧がある。

この問題は、単純には、ダミー層２の間口部の長さを短
くし、外部電極６との距離をできるだけ保つことで解決
できるが、開口部の長さを極端に短くすると、本来の目
的である雰囲気ガスの出入りを阻害するので、望ましく
ない。

したがって、既に述べたように、ダミー層２は、最終的
には何らかの物質で埋められるのが望ましい。たとえば
、酸化処理等のすべての雰囲気ガスをもっての熱処理を
終えた段階で、ダミー層２をプラスデックで含浸・封止
することが考えられる。

この封止剤としては、たとえば、無溶剤で熱硬化型のメ
タアクリル七ツマを主成分とするものが有利に用いられ
る。この封止剤は、ダミー層２にたとえば真空含浸され
た後、９０℃の湯中に入れて、１０分間、この状態を保
つことにより、ダミー層２を埋めたまま硬化される。こ
のとき、同時に、渇により、積層体チップ５の表面に付
着している余分な封止剤の洗い落としもされる。

次に、この発明のいくつかの他の実施例について説明す
る。

まず、ダミー層２は、たとえば第１図に示すように積層
体チップ５の中間位置に各々１層だけを挾むのではなく
、第５図に示でように、ダミー層２を複数層まとめて積
層体チップ５内に介在させてもよい。

また、第６図に示づように、ダミー層２をそれぞれ形成
したセラミックグリーンシート７．８を、ダミー層２が
向かい合うように互いに積み重ねて、ダミー層２自身の
厚みを増してもよい。

これら第５図および第６図に示す実施例によれば、ダミ
ー層２が積層体チップ内で占める領域が増え、雰囲気ガ
スがより内部にまで届きやすい状態となる。

また、この発明は、還元ないしは中性雰囲気でのセラミ
ックの焼成や焼結されたセラミックの酸化処理を有利に
行なえるだけでなく、その伯の大型セラミック積層体の
ガス雰囲気焼成やガス雰囲気熱処理に対しても活用する
ことができる。また、積層セラミックコンデンサに限定
されるものではなく、たとえば、酸素雰囲気で焼成され
る積層圧電アクチュエータにも適用することができる。

また、多孔性のダミー層を形成するための方法として、
セラミック粉末とカーボン粉末との混合ペーストを用い
るほか、たとえば、粒径の大ぎい二＋１ケル、パラジウ
ム粉末によって多孔性のダミー層を形成してもよい。

発明の効果 この発明によれば、多孔性のダミー層がセラミック積層
体の内部から外表面にまで延びて形成されているので、
大型のセラミック積層体が一体的に焼成されることがで
き、大容量積層コンデンリ°、高圧積層コンデンサ、多
層圧電アクチュエータの商品化が容易になる。

また、セラミック積層体の中心部にまで良好な焼結が実
現されるので、緻密なセラミックを得ることができる。

また、鹸化処理等の熱処理効果もセラミック積層体全体
に作用するため、絶縁抵抗や寿命特性が大幅に向上する
。

また、セラミック積層体の焼成段階で、内部と外部との
焼結がほぼ同時に進むので、収縮のずれが起こらず、デ
ラミネーション等の物理的欠陥を生じない。

また、良好な熱処理がより容易になるので、焼成時間や
酸化処理時間等が短縮できる。その結果、エネルギの節
約、資源の節約、設備投資の軽減、生産能率の向上が可
能になり、セラミック積層体を得るためのコストの低下
を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例となる積層コンデンサ１
の断面正面図である。第２図は、第１図の線ｆｆ−ＩＦ
に沿う断面図である。第３図は、第１図の線■−■に沿
う断面図である。第４図は、第１図の積層コンデンサ１
の斜視図である。第５図は、この発明の他の実施例どし
ての積層体チップ５の断面正面図である。第６図は、こ
の発明のさらに他の実施例を説明するための図であって
、ダミー層２の積み重ね状態を示す。 図において、１はｖ４層コンデンサ、２はダミー層、５
は積層体チップ、６は外部電極である。 （ほか２名） 第１図　　　　　　第２図 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱処理中の雰囲気を内部にまで届かせるため、セ
   ラミックの焼成段階で多孔性となつたダミー層が当該セ
   ラミック積層体の内部から外表面にまで延びて形成され
   た、セラミック積層体。
2. （２）セラミック積層体の外表面には外部電極が部分的
   に形成され、前記ダミー層は外部電極が形成されない面
   において開口された、特許請求の範囲第１項記載のセラ
   ミック積層体。