JPWO2012172871A1 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層体チップの側面に対して所望の絶縁体部の厚みを有することにより、電気特性の安定した信頼性の高い積層セラミック電子部品を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を提供する。【解決手段】内部電極の両側端縁が側面に露出するように形成された積層体チップを用意する工程と、積層体チップの一方側面および他方側面に、任意の体積の溝を有し体積の溝に絶縁体部用ペーストを充填した金属プレートに押し当て、金属プレートから積層体チップを引き離す際に金属プレートを任意の方向に揺動させて、第１絶縁体部および第２絶縁体部を形成する工程と、さらに第１絶縁体部および第２絶縁体部を形成した積層体チップを焼成する工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法である。絶縁体部用ペーストは、粘度が、５００Ｐａ・ｓ〜２５００Ｐａ・ｓであり、無機固形分の含有量Ｃ（ｖｏｌ％）が、所定の条件を満たすことを特徴とする。

Description

この発明は、積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品の製造方法に関する。

従来、積層セラミック電子部品の焼成前における積層体チップの製造は、セラミックグリーンシートに積層体チップ１個分の内部電極を縦横に多数印刷し、そのセラミックグリーンシートを必要数について積層し圧着した後、１個のチップ状にカットすることにより行われる。この工法では、セラミックグリーンシートの積層位置の精度や積層体チップの形状にカットするための位置精度の関係上、積層体チップの側面（引き出し電極がない面）における絶縁体部を、一定幅確保する必要がある。そのため、この絶縁体部を設けることにより、積層体チップのサイズが大きくなる場合や内部電極の面積が小さくなるために取得容量が小さくなる等の問題があった。また、内部電極の印刷された部分は、内部電極の分だけ厚くなる。そのため、電極積層数が多くなると、内部電極の印刷された部分と絶縁体部との間に大きな段差が生じる。この段差の影響で、焼成後の積層体チップに構造欠陥が発生する問題もあった。

上記の問題点を改善する方法として、例えば、下記のような積層セラミックコンデンサの製造方法が提案されている。すなわち、この積層セラミックコンデンサの製造方法は、セラミックグリーンシートに対して内部電極となる導電膜をストライプ状に印刷し、そのセラミックグリーンシートを必要数について積層し圧着した後、１個の積層体チップにカットして積層体チップを製造する。そして、図７に示すような絶縁体部形成装置１において、水平な金属プレート２上に、積層体チップに用いられているセラミック材料を共通のものにし、かつ積層体を溶解しないような溶剤を用いた絶縁体部用ペースト３の塗膜を形成する。その後、その塗膜に対して、保持プレート４により保持された積層体チップ５の側面に対して、絶縁体部用ペースト３を塗布することにより、積層体チップ５に絶縁体部を形成する方法である（特許文献１参照）。

特開昭６１−２４８４１３号公報

しかしながら、絶縁体部用ペーストとして、積層体チップの側面にその積層体に用いられているセラミック材料と共通のものにし、かつ積層体を溶解しないような溶剤を用いたとしても、上述したような従来の方法により積層体チップの側面に対して絶縁体部用ペーストを塗布した場合、積層体チップの稜部における塗布厚みが電気特性を維持できる許容範囲を超えて薄くなったり、平滑に塗布できなかったりといった問題があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、積層体チップの側面に対して所望の絶縁体部の厚みを有することにより、電気特性の安定した信頼性の高い積層セラミック電子部品を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を提供することである。また、積層セラミック電子部品の外観品位の低下を抑える積層セラミック電子部品を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を提供することである。

この発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、複数のセラミック層と複数の内部電極とが積層されており、内部電極の両側端縁が側面に露出するように形成された積層体チップを用意する工程と、積層体チップを複数個整列して、積層体チップの一方側面を、任意の体積の溝を有し体積の溝にセラミックペーストからなる絶縁体部用ペーストを充填した金属プレートに押し当て、金属プレートから積層体チップを引き離す際に金属プレートまたは積層体チップを任意の方向に揺動させて、一方側面上に絶縁体部用ペーストを塗布して第１絶縁体部を形成する工程と、積層体チップの他方側面を、任意の体積の溝を有し体積の溝に絶縁体部用ペーストを充填した金属プレートに押し当て、金属プレートから積層体チップを引き離す際に金属プレートまたは積層体チップを任意の方向に揺動させて、他方側面上に絶縁体部用ペーストを塗布して第２絶縁体部を形成する工程と、第１絶縁体部および第２絶縁体部を形成した積層体チップを焼成する工程と、を備える積層セラミック電子部品の製造方法であって、絶縁体部用ペーストは、粘度が、５００Ｐａ・ｓ〜２５００Ｐａ・ｓであり、無機固形分の含有量Ｃ（ｖｏｌ％）が、Ｃ≧（Ｓ×ｔ／（Ｖ／２））×１００を満たすことを特徴とし、式中のＣは無機固形分の含有量（ｖｏｌ％）であり、ｔは絶縁層の保証厚み（μｍ）であり、Ｓは絶縁層形成面の面積（μｍ²）であり、Ｖ：チップ１個当たりに対応した金属プレートの溝体積（μｍ³）である、積層セラミック電子部品の製造方法である。
また、この発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、絶縁体部用ペーストを構成する溶剤成分は、積層体チップに含まれるバインダ成分に非相溶であることが好ましい。

この発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法によれば、絶縁体部用ペーストの粘度を５００Ｐａ・ｓ以上、２５００Ｐａ・ｓ以下に設定し、かつセラミック原料の含有量が上記の数式を満たすことにより、積層体チップの側面に絶縁体部を形成するにあたり、その絶縁体部の塗布厚みのばらつきを抑え、ツノ状の突起等のような塗布形状に異常がなく、さらに保証厚みよりも実測厚みが下回らない積層セラミック電子部品を製造することができる。従って、積層体チップの側面に対して所望の絶縁体部の厚みを有することにより、電気特性の安定した信頼性の高い積層セラミック電子部品を得ることができる。
また、この発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、絶縁体部用ペーストに含有されるペースト溶剤を積層体チップのセラミック層を形成しているバインダ成分を溶かさない溶媒を使用することにより、電気特性の安定した積層セラミック電子部品を得ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

この発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法により製造される積層セラミック電子部品の外観の一例を示す概略斜視図である。 発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法により製造される積層セラミック電子部品のＡ−Ａ線における断面を示す断面図解図である。 この発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法において、積層体チップの製造工程を示した概略図であり、（ａ）は準備されるセラミックグリーンシートに導電膜が帯状に印刷された状態の図であり、（ｂ）は第１及び第２のセラミックグリーンシートを積層する工程を示した図であり、（ｃ）は積層体を示す概略斜視図である。 （ａ）は図３に示される積層体チップの製造工程により製造された積層体チップの外観の一例を示す概略斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ内部電極の形状を説明するための平面断面図である。 この発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法において、積層体チップに絶縁体部用ペーストを塗布する工程を示した概略図であり、（ａ）は積層体チップを溝有り金属プレートに突入させる状態を示した図であり、（ｂ）は積層体チップを溝有り金属プレートに押し当てる状態を示した図であり、（ｃ）は積層体チップを溝有り金属プレートから揺動させながら引き上げる状態を示している。 （ａ）は図５に示される積層体チップに絶縁体部用ペーストを塗布する工程により製造された絶縁体部付き積層体チップの外観の一例を示す概略斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ内部電極の形状を説明するための平面断面図である。 従来の積層セラミック電子部品の製造方法において、積層体チップに絶縁体部用ペーストを塗布する工程を示した概略図である。

１０ 積層セラミック電子部品
１２ セラミック素体
１４ａ、１４ｂ 外部電極
１６ａ、１６ｂ セラミック層
１８ａ 一方主面
１８ｂ 他方主面
２０ａ 一方側面
２０ｂ 他方側面
２２ａ 一方端面
２２ｂ 他方端面
２４ａ、２４ｂ 内部電極
２６ａ、２６ｂ 対向部
２８ａ、２８ｂ 引出し電極部
３０ａ、３０ｂ セラミックグリーンシート
３２ａ、３２ｂ 導電膜
３４ａ、３４ｂ ギャップ
３６ 積層体
３８ 第１切断線
４０ 第２切断線
４２ 積層体チップ
４４ａ、４４ｂ 側面部電極
５０ 絶縁体部形成装置
５２ 溝有り金属プレート
５２ａ 溝部
５４ 絶縁体部用ペースト
５６ 保持プレート
５６ａ 本体部
５６ｂ 保持部
６０ 絶縁体部付き積層体チップ
６２ａ 第１絶縁体部
６２ｂ 第２絶縁体部

本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法により製造される積層セラミック電子部品の一実施形態について説明する。図１は、セラミック素体と外部電極とにより構成された積層セラミック電子部品の外観の一例である積層セラミック電子部品の概略斜視図を示し、図２は、図１に示される積層セラミック電子部品のＡ−Ａ線における断面を示す断面図解図を示す。

この実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法により製造される積層セラミック電子部品１０は、セラミック素体１２と、セラミック素体１２の表面に形成される外部電極１４ａおよび１４ｂとから構成される。

この実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法により製造される積層セラミック電子部品１０に用いられるセラミック素体１２は、複数の積層されたセラミック層１６ａおよび１６ｂから構成される。そして、セラミック素体１２は、直方体状に形成され、長さ（Ｌ）方向および幅（Ｗ）方向に沿って延びる一方主面１８ａおよび他方主面１８ｂと、長さ（Ｌ）方向および高さ（Ｔ）方向に沿って延びる一方側面２０ａおよび他方側面２０ｂと、幅（Ｗ）方向および高さ（Ｔ）方向に沿って延びる一方端面２２ａおよび他方端面２２ｂとを有する。ここで、積層セラミック電子部品１０は、必要な容量を確保した上で、その一方側面２０ａおよび他方側面２０ｂは、絶縁されていることが求められる。なお、セラミック素体１２は、角部および稜部に丸みがつけられていることが好ましい。

セラミック層１６ａおよび１６ｂの材料には、例えば、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＣａＺｒＯ₃などの主成分からなる誘電体セラミックを用いることができる。また、これらの主成分に、Ｍｎ化合物、Ｍｇ化合物、Ｓｉ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物などの副成分を添加したものを用いてもよい。その他、ＰＺＴ系セラミックなどの圧電体セラミック、スピネル系セラミックなどの半導体セラミックなどを用いることもできる。

なお、この実施形態にかかるセラミック素体１２については、誘電体セラミックを用いるので、コンデンサとして機能する。

セラミック素体１２は、複数のセラミック層１６ａおよび１６ｂに挟まれるように複数の内部電極２４ａおよび２４ｂを有する。内部電極２４ａおよび２４ｂの材料には、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕなどを用いることができる。焼成後の内部電極２８ａおよび２８ｂの厚みは、０．３〜２．０μｍであることが好ましい。また、焼成後のセラミック層１６ａおよび１６ｂの厚みは、０．５〜１０μｍであることが好ましい。

内部電極２４ａは、対向部２６ａと引出し電極部２８ａとを有する。対向部２６ａは、内部電極２４ｂと対向する。引出し電極部２８ａは、対向部２６ａからセラミック素体１２の一方端面２２ａに引出される。そして、内部電極２４ａの引出し電極部２８ａの端部がセラミック素体１２の一方端面２２ａに延びて露出するように形成される。

また、内部電極２４ｂは、内部電極２４ａと同様に、内部電極２４ａと対向する対向部２６ｂと、対向部２６ｂからセラミック素体１２の他方端面２２ｂに引出された引出し電極部２８ｂとを有する。内部電極２４ｂの引出し電極部２８ｂの端部がセラミック素体１２の他方端面２２ｂに延びて露出するように形成される。

セラミック素体１２の一方端面２２ａには、外部電極１４ａが引出し電極部２８ａを介して内部電極２４ａに電気的に接続され、一方端面２２ａ及び内部電極２４ａを覆うように形成される。同様に、セラミック素体１２の他方端面２２ｂには、外部電極１４ｂが引出し電極部２８ｂを介して内部電極２４ｂに電気的に接続され、他方端面２２ｂ及び内部電極２４ｂを覆うように形成される。

外部電極１４ａおよび１４ｂの材料には、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ等を用いることができる。このうち、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ等の卑金属を用いることが好ましい。外部電極１４ａおよび１４ｂの厚みは、１０〜８０μｍであることが好ましい。

次に、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法についての一実施形態について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明にかかる一実施形態における積層セラミック電子部品の製造方法において、積層体チップの製造工程を示した概略図である。本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートにストライプ状電極を印刷し積層し積層体を形成した上で、その積層体をカットして側面部に電極を露出した積層体チップを作成後、絶縁体部用ペーストを充填した任意の体積の溝を有する金属プレートに積層体チップを押し当てることにより積層体チップに絶縁体部を形成する工程を含む、積層セラミック電位部品の製造方法である。以下、詳細に説明する。

まず、積層セラミック電子部品１０を製造する際には、セラミック材料粉末、焼結助剤、バインダおよび可塑剤などを混合して、セラミックスラリーが形成される。セラミックスラリーは、例えば、ドクターブレード法を用いてキャリアフィルム上にセラミックグリーンシートが形成される。そして、複数枚のセラミックグリーンシート３０ａおよび３０ｂが準備される。バインダ成分は、例えば、ポリビニルブチラールが使用される。また、可塑剤は、例えば、ジオクチルフタレートが使用される。

続いて、図３（ａ）に示されるように、セラミックグリーンシート３０ａの表面には、帯状に複数の導電膜３２ａが互いに平行に印刷される。また、セラミックグリーンシート３０ｂの表面には、帯状に複数の導電膜３２ｂが互いに平行に印刷される。導電膜３２ａと導電膜３２ａとの間は、適宜ギャップ３４ａが設けられ、導電膜３２ｂと導電膜３２ｂとの間は、適宜ギャップ３４ｂが設けられる。結果、セラミックグリーンシート３０ａの表面には、ストライプ状に導電膜３２ａが形成され、セラミックグリーンシート３０ｂの表面には、ストライプ状に導電膜３２ｂが形成される。次に、セラミックグリーンシート３０ａおよび３０ｂの表面に印刷された導電膜３２ａおよび３２ｂを乾燥する。なお、この導電膜３２ａは、積層セラミック電子部品１０における内部電極２４ａとなり、導電膜３２ｂは、積層セラミック電子部品１０における内部電極２４ａとなる。導電膜３２ａおよび３２ｂの材料は、導電成分、バインダ成分および可塑剤が含まれる。導電成分は、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕなどが使用される。また、バインダ成分は、エチルセルロースが使用される。また、可塑剤は、例えば、アルキッドが使用される。

その後、図３（ｂ）に示されるように、ストライプ状に導電膜３２ａおよび３２ｂが印刷されたセラミックグリーンシート３０ａおよび３０ｂは、導電膜３２ａおよび３２ｂの印刷方向に対して直交する方向に、少なくとも内部電極２４ａおよび２４ｂにおける引出し電極部２８ａおよび２８ｂを確保するために必要な大きさだけ交互にずらされて積層される。このように積層されたセラミックグリーンシートの上面および下面に、必要に応じて導電膜が形成されていないセラミックグリーンシートが所定枚数積み重ねられる。そして、積み重ねられたセラミックグリーンシートは、プレスして互いに圧着され、帯状に印刷された導電膜３２ａおよび３２ｂを含む積層体３８が形成される。

そして、図３（ｃ）に示されるように、形成された積層体３８を長さ（Ｌ）方向に第１切断線３８でカットし、幅（Ｗ）方向に第２切断線４０でカットすることにより、積層体チップ４２が製造される。このとき、積層体チップ４２において、導電膜３２ａは内部電極２４ａとして機能し、導電膜３２ｂは内部電極２４ｂとして機能する。

図４（ａ）は、図３に示される積層体チップの製造工程において製造された積層体チップの外観の一例を示す概略斜視図である。積層体３８よりカットされた積層体チップ４２は、積層セラミック電子部品１０と同様に、直方体状に形成されており、長さ（Ｌ）方向および幅（Ｗ）方向に沿って延びる一方主面１８ａおよび他方主面１８ｂと、長さ（Ｌ）方向および高さ（Ｔ）方向に沿って延びる一方側面２０ａおよび他方側面２０ｂと、幅（Ｗ）方向および高さ（Ｔ）方向に沿って延びる一方端面２２ａおよび他方端面２２ｂとを有する。

図４（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ内部電極の形状を説明するための平面断面図である。積層体チップ４２は、複数のセラミック層１６ａおよび１６ｂに挟まれるように複数の内部電極２４ａおよび２４ｂを有する。従って、積層体チップ４２には、複数のセラミック層１６ａおよび１６ｂと内部電極２４ａおよび２４ｂとが積層されて構成される。

図４（ｂ）に示すように、内部電極２４ａは、対向部２６ａ、引出し電極部２８ａ、側面部電極４４ａおよび側面部電極４４ｂを有する。そして、引出し電極部２８ａは、対向部２６ａから積層体チップ４２の一方端面２２ａに引き出される。そして、内部電極２４ａの引出し電極部２８ａの端部が積層体チップ４２の一方端面２２ａに延びて露出するように形成される。また、側面部電極４４ａは、積層体チップ４２の一方側面２０ａに露出しており、側面部電極４４ｂは、積層体チップ４２の他方側面２０ｂに露出している。

また、図４（ｃ）に示すように、内部電極２４ｂは、対向部２６ｂ、引出し電極部２８ｂ、側面部電極４４ａおよび側面部電極４４ｂを有する。そして、引出し電極部２８ｂは、対向部２６ｂから積層体チップ４２の他方端面２２ｂに引き出される。そして、内部電極２４ｂの引出し電極部２８ｂの端部が積層体チップ４２の他方端面２２ｂに延びて露出するように形成される。また、側面部電極４４ａは、積層体チップ４２の一方側面２０ａに露出しており、側面部電極４４ｂは、積層体チップ４２の他方側面２０ｂに露出している。

次に、積層体チップに絶縁体部を形成するための工程について説明する。この工程により、露出している側面部電極４４ａおよび４４ｂを覆うために、上述の方法により製造された積層体チップ４２の一方側面２０ａおよび他方側面２０ｂに対して絶縁体部用ペーストが塗布される。まず、積層体チップ４２に絶縁体部用ペーストを塗布する工程に使用される絶縁体部形成装置５０について説明する。

図５（ａ）に示すように、絶縁体部形成装置５０は、溝有り金属プレート５２、絶縁体部用ペースト５４および保持プレート５６を備える。絶縁体部形成装置５０は、その他にも、図示を省略しているが、溝有り金属プレート５２に絶縁体部用ペースト５４を充填させるためのスキージ、積層体チップ４２を保持した保持プレート５６を上下左右方向等の任意の形に揺動させたり、移動させたりするための保持プレート揺動・移動機構等を備える。

絶縁体部形成装置５０は、絶縁体部用ペースト５４をスキージ動作で溝有り金属プレート５２に形成される溝部に絶縁体部用ペースト５４を充填させた上で、その絶縁体部用ペースト５４が充填された溝有り金属プレート５０に対して積層体チップ４２を浸漬させることで絶縁体部を形成することにより、絶縁体部付き積層体チップを製造する装置である。

溝有り金属プレート５２は、積層体チップ４２に塗布するための絶縁体部用ペースト５４を供給するために設けられる。溝有り金属プレート５２は、金属プレートに複数の溝部５２ａを形成したものである。溝部５２ａは、直方体状の凹部に形成される。溝部５２ａは、積層体チップ４２の長さ方向に対して交差する方向に格子状に形成される。また、溝部５２ａの体積の大きさは、絶縁体部用ペースト５４を塗布する積層体チップ４２の側面面積に基づいて決定される。

絶縁体部用ペースト５４は、積層体チップ４２に絶縁体部を形成するために使用される。絶縁体部用ペースト５４の材料には、バインダ成分、セラミック原料、可塑剤およびペースト溶剤が含まれる。バインダ成分は、例えば、ポリビニルブチラール、エチルセルロースおよびセルロースブチレートアセテートが使用される。セラミック原料は、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＣａＺｒＯ₃などが使用される。可塑剤は、例えば、ジオクチルフタレートが使用される。

使用する絶縁体部用ペースト５４は、次の様な特徴を有する。すなわち、絶縁体部用ペースト５４は、上述したバインダ成分の種類、各バインダ成分の分子量、無機固形分であるセラミック原料の含有量、セラミックの体積分率を変化させることによって、その粘度を変化させることができる。本発明にかかる実施形態において、絶縁体部用ペースト５４の２５℃における粘度は、５００Ｐａ・ｓ以上、２５００Ｐａ・ｓ以下となるように、上述のバインダ成分が含有される。粘度が低い領域では、絶縁体部用ペースト５４が流動しやすいため、積層体チップ４２の稜部における絶縁体部の厚みが薄くなる。一方、粘度が高い領域では、絶縁体部用ペースト５４が流動しにくいため、塗布直後の形状が維持され、絶縁体部の形状異常となる。なお、絶縁体部用ペーストの２５℃における粘度は、コーンプレート型回転粘度計で３°×Ｒ９．７ｍｍのコーンを使用し、ずり速度０．２（１／ｓ）で測定する。

また、絶縁体部用ペースト５４に含有される無機固形分であるセラミック原料の含有量が下記の数式１を満たす必要がある。

［数１］
Ｃ≧（Ｓ×ｔ／（Ｖ／２））×１００

ここで、Ｃはセラミック原料の含有量（ｖｏｌ％）であり、ｔは第１絶縁体部６２ａまたは第２絶縁体部６２ｂの保証厚み（μｍ）であり、Ｓは、第１絶縁体部６２ａまたは第２絶縁体部６２ｂの形成面の面積（μｍ²）であり、Ｖは積層体チップ４０における１個当りに対応した溝有り金属プレート５２の溝部５２ａにおける溝体積（μｍ³）である。なお、保証厚みとは、積層体チップの側面に形成される絶縁体部における狙い厚みのことをいう。

すなわち、溝有り金属プレート５２を使用した場合、積層体チップ４２における１個当りに対応した溝部の空間体積の１／２以上に相当する絶縁体部用ペースト５４が積層体チップ４２に塗布される。したがって、所望の保証厚みを達成するための絶縁体部用ペースト５４のセラミック原料の含有量は、保証厚み、溝体積、第１絶縁体部６２ａまたは第２絶縁体部６２ｂの形成面の面積に基づいて決定される。

また、絶縁体部用ペースト５４に含有されるペースト溶剤には、積層体チップ４２のセラミック層１６ａおよび１６ｂを形成しているバインダ成分を溶かさない溶媒を使用する。ペースト溶剤が積層体チップ４２のセラミック層１６ａおよび１６ｂを形成しているバインダ成分を溶かす場合、積層体チップ４２にダメージが加えられ、ショート不良の原因となるからである。例えば、絶縁体部用ペースト５４に含まれるペースト溶剤は、セラミックグリーンシート３０ａおよび３０ｂで用いられたペースト溶剤との関係で、積層体チップ４２に含まれるバインダ成分に非相溶であるペースト溶剤を使用するのが好ましい。該ペースト溶剤は、例えば、ジヒドロターピネオールアセテートが使用される。

保持プレート５６は、積層体チップ４２を保持した上で、浸漬条件により保持プレート揺動・移動機構の制御により、積層体チップ４２を溝有り金属プレート５２に浸漬させるように移動させるために設けられる。保持プレート５６は、本体部５６ａおよび保持部５６ｂにより構成される。積層体チップ４２の一方側面２０ａまたは他方側面２０ｂは、保持部５６ｂにおいて保持される。なお、保持部５６ｂは、例えば、粘着ゴムが使用される。また、保持部５６ｂには、積層体チップ４２が、例えば、４５列×２２行で配列される。積層体チップ４２の他方側面２０ｂが保持プレート５６により保持された場合、保持プレート５６は、積層体チップ４２の一方側面２０ａを溝有り金属プレート５２に押し当てることにより絶縁体部用ペースト５４に浸漬させ、溝有り金属プレート５２から引き離す際に、積層体チップ４２を上下左右方向に任意の形に揺動させるように保持プレート揺動・移動機構により制御される。同様に、積層体チップ４２の一方側面２０ａが保持プレート５６により保持された場合、保持プレート５６は、積層体チップ４２の他方側面２０ｂを溝有り金属プレート５２に押し当てることにより絶縁体部用ペースト５４に浸漬させ、溝有り金属プレート５２から引き離す際に、積層体チップ４２を上下左右方向に任意の形に揺動させるように保持プレート揺動・移動機構により制御される。

次に、図５を用いて、積層セラミック電子部品の製造方法において、積層体チップに絶縁体部用ペーストを塗布する工程について説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明にかかる一実施形態における積層セラミック電子部品の製造方法において、積層体チップに絶縁体部用ペーストを塗布する工程を示した概略図である。

まず、図５（ａ）に示すように、溝有り金属プレート５２の溝部５２ａにスキージを使用して絶縁体部用ペースト５４が充填される。図５（ｂ）に示すように、次に、絶縁体部用ペースト５４を充填した溝有り金属プレート５４の溝部５２ａに、上述したように保持プレート５６により複数の積層体チップ４２の他方側面２０ｂを保持した状態で、積層体チップ４２の一方側面２０ａを押し当てる。そして、図５（ｃ）に示すように、溝有り金属プレート５２から積層体チップ４２を引き離す際に、積層体チップ４２を上下左右方向に任意の形に揺動させ、積層体チップ４２の一方側面２０ａに対して絶縁体部用ペースト５４を濡れ広がらせる。

また、図５（ａ）〜（ｃ）において、積層体チップ４２の一方側面２０ａに対して絶縁体部用ペースト５４を塗布する工程について説明した工程と同様の工程により、積層体チップ４２の他方側面２０ｂにも絶縁体部用ペースト５４が塗布される。結果、他方側面２０ｂには、第２絶縁体部６２ｂが形成される。そして、絶縁体部付き積層体チップ６０が製造される。

図６（ａ）は、図５に示される積層体チップに絶縁体部用ペーストを塗布する工程により製造された絶縁体部付き積層体チップの外観の一例を示す概略斜視図である。

上述の製造方法により製造された絶縁体部付き積層体チップ６０は、積層セラミック電子部品１０や積層体チップ４２と同様に、直方体状に形成されており、長さ（Ｌ）方向および幅（Ｗ）方向に沿って延びる一方主面１８ａおよび他方主面１８ｂと、長さ（Ｌ）方向および高さ（Ｔ）方向に沿って延びる一方側面２０ａおよび他方側面２０ｂと、幅（Ｗ）方向および高さ（Ｔ）方向に沿って延びる一方端面２２ａおよび他方端面２２ｂとを有する。

図６（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ内部電極の形状を説明するための平面断面図である。絶縁体部付き積層体チップ６０は、複数のセラミック層１６ａおよび１６ｂに挟まれるように複数の内部電極２４ａおよび２４ｂを有する。

図６（ｂ）に示すように、内部電極２４ａは、対向部２６ａ、引出し電極部２８ａ、側面部電極４４ａおよび側面部電極４４ｂを有する。そして、引出し電極部２８ａは、対向部２６ａから積層体チップ４２の一方端面２２ａに引き出される。そして、内部電極２４ａの引出し電極部２８ａの端部が積層体チップ４２の一方端面２２ａに延びて露出するように形成される。一方、側面部電極４４ａは、所望の幅を有する第１絶縁体部６２ａにおり覆われており、側面部電極４４ｂは所望の幅を有する第２絶縁体部６２ｂにより覆われている。

また、図６（ｃ）に示すように、内部電極２４ｂは、対向部２６ｂ、引出し電極部２８ｂ、側面部電極４４ａおよび側面部電極４４ｂを有する。そして、引出し電極部２８ｂは、対向部２６ｂから積層体チップ４２の他方端面２２ｂに引き出される。そして、内部電極２４ｂの引出し電極部２８ｂの端部が積層体チップ４２の他方端面２２ｂに延びて露出するように形成される。一方、側面部電極４４ａは、所望の幅を有する第１絶縁体部６２ａにおり覆われており、側面部電極４４ｂは所望の幅を有する第２絶縁体部６２ｂにより覆われている。

続いて、上述の工程により製造された絶縁体部付き積層体チップ６０が焼成される。そして、焼成された絶縁体部付き積層体チップ６０の一方端面２２ａ及び他方端面２２ｂに対して導電ペーストが塗布され、導電ペーストが塗布された絶縁体部付き積層体チップ６０が焼き付けられる。そうすると、一方端面２２ａ及び他方端面２２ｂには外部電極１４ａ及び１４ｂがそれぞれ形成され、積層セラミック電子部品が製造される。

本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法によれば、絶縁体部用ペーストの粘度を５００Ｐａ・ｓ以上、２５００Ｐａ・ｓ以下に設定し、かつセラミック原料の含有量が所定の条件を満たすので、積層体チップ４２の側面に絶縁体部を形成するにあたり、その絶縁体部の塗布厚みのばらつきを抑え、ツノ状の突起等のような塗布形状に異常がなく、さらに保証厚みよりも実測厚みが下回らない積層セラミック電子部品を製造することができる。したがって、積層体チップ４２の側面に対して所望の絶縁体部の厚みを有することにより、電気特性の安定した信頼性の高い積層セラミック電子部品を得ることができる。さらに、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法によれば、積層セラミック電子部品の外観品位の低下を抑える積層セラミック電子部品を得ることができる。

また、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法によれば、絶縁体部用ペースト５４に積層体チップ４２に対して非相溶性のペースト剤を使用するので、このペースト剤による積層体チップ４０の本体に対するダメージをなくすことができる。

続いて、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法にかかる一実施例について説明する。本実施例にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートにストライプ状の電極を印刷し積層し、それをカットして側面部の電極を露出した積層体チップを作成後、絶縁体部用ペーストを充填した任意の体積の溝を有する溝有り金属プレートに積層体チップを押し当てることにより積層セラミック電子部品を製造する工法である。

本実施例において、バインダの種類、バインダの分子量、セラミック原料の含有量、セラミックの体積分率を変化させて、絶縁体部用ペーストの粘度を変化させた絶縁体部用ペーストを試作した。各々の絶縁体部用ペーストを用いて、溝有り金属プレートに対して積層体チップを浸漬し、その積層体チップを上下左右方向に任意の形に揺動させながら引き上げることにより、積層体チップの側面に絶縁体部を形成した。そして、各積層体チップの絶縁体部の厚みばらつきと絶縁体部の形状を確認した。また、溝有り金属プレートの空間体積を変化させて、セラミック原料の含有量と絶縁体部の厚みの関係を確認した。結果を表１および表２並びに表３および表４に示す。なお、本実施例にかかる実験条件は、以下の通りである。

・実験条件
・積層体チップのサイズ：Ｌ１．０ｍｍ×Ｗ０．５ｍｍ×Ｔ０．５ｍｍ
・積層体チップの個数：９９０個（粘着ゴム上に４５列×２２行で配置）
・積層体チップの配置間隔：列間１．０ｍｍ、行間２．０ｍｍ
・積層体チップの有機成分
誘電体層：
（バインダ成分）：主に、ポリビニルブチラール
（可塑剤）：ジオクチルフタレート
内部電極（導電膜）
（バインダ成分）：エチルセルロース
（可塑剤）：アルキッド
・絶縁体部用ペーストの有機成分
（バインダ成分）：ポリビニルブチラール、エチルセルロース、セルロースブチレートアセテート
（可塑剤）：ジオクチルフタレート
（溶剤）：ジヒドロターピニルアセテート
・溝有り金属プレート空間体積（積層体チップ１個に相当する溝部の空間体積）：
１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．０５ｍｍ， １．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．１０ｍｍ
１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．１５ｍｍ， １．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．２０ｍｍ

なお、絶縁体部用ペーストの組成のバインダ成分のバインダの種類および分子量の詳細は、以下の通りである。
ポリビニルブチラール：重量平均分子量Ｍｗ：２５０００
エチルセルロースＡ：重量平均分子量Ｍｗ：３５０００
エチルセルロースＢ：重量平均分子量Ｍｗ：１１０００
セルロースアセテートブチレートＡ：重量平均分子量Ｍｗ：２００００
セルロースアセテートブチレートＢ：重量平均分子量Ｍｗ：１１０００
セルロースアセテートブチレートＣ：重量平均分子量Ｍｗ：４０００

絶縁体部用ペーストのペースト粘度は、コーンプレート型回転粘度計で３°×Ｒ９．７ｍｍのコーンを使用し、ずり速度を０．２（１／ｓ）で測定した。詳細な粘度の測定条件は以下の通りである。
・粘度計 ：東機産業株式会社製ＴＶ−３０型粘度計
・コーンプレートタイプ：ＴＶ−３０Ｈ
・コーンローター名称 ：３°×Ｒ９．７
・測定サンプル量 ：０．２ｍｌ
・測定温度 ：２５℃
・回転数 ：０．１ｒｐｍ
・測定時間 ：６０秒（粘度計回転開始から６０秒後の粘度を測定）

表１および表２並びに表３および表４はそれぞれ、上記の実験条件において示したように、絶縁体部用ペーストを構成するバインダ成分の種類等を変化させることにより粘度を変化させ、合わせて溝有り金属プレートにおける溝体積を変化させた場合の絶縁体部の厚みの変化についての実験結果を示したものである。表１および表２は、絶縁体部の保証厚みが２０μｍと設定した場合の実験例を示し、表３および表４は、絶縁体部の保証厚みが３０μｍと設定した場合の実験例を示す。また、表１および表２における試料番号１〜５８と表３および表４における試料番号６１〜１１８とは、試料番号１と６１、２と６２、…がそれぞれ同じペースト組成、チップ物性および溝有り金属プレートを使用している。なお、各表中の※は、本発明の範囲外である。

ここで、表１および表２並びに表３および表４において、チップ物性における側面面積Ｓは、積層体チップの側面における絶縁体部の形成面の面積（μｍ²）を示す。また、ＰＶＣ（Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｏｌｕｍｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）とは、固形分中に占める粒子（ピグメント）の体積割合を表すものと定義されるが、ここでは、｛セラミック粒子／（セラミック粒子＋固形のバインダ成分）｝×１００［ｖｏｌ％］の式で求められる値である。また、表１および表２並びに表３および表４における絶縁体部の実測厚みは、次のように求めた。すなわち、まず、端面に沿って絶縁体部付き積層体チップを切断し、一方側面上の絶縁体部（９ヵ所）の状態をＳＥＭで観察し、セラミック素体の一方側面または他方側面から絶縁体部の端部までの長さを絶縁体部の厚みとして測定した。この９ヵ所の測定結果について平均値を求め、その平均値を実測厚みの値とした。また、絶縁体部の厚みばらつきとは、実測厚みに対して９ヵ所の測定結果それぞれの値がどれだけ増減しているかの比率の最大値と最小値を表す。絶縁体部の保証厚みとは、積層体チップの側面に形成される絶縁体部における狙い厚みである。また、ツノ形状とは、積層体チップに塗布された絶縁体部用ペーストがツノ状に形成されたか否かの判定結果を示す。

本実施例における絶縁体部用ペーストの粘度は、実測厚みと比較して厚みばらつきが±５０％以内におさえられ、かつ絶縁体部の形状異常が発生しない範囲で決定した。なお、絶縁体部の形状について異常か否かの判定は、ツノ状の突起等が形成されていない絶縁体部ついて、「○」として行った。その結果、絶縁体部用ペーストの２５℃における粘度が、５００Ｐａ・ｓ以上、２５００Ｐａ・ｓ以下の場合に厚みばらつきが低減され、また、絶縁体部の形状がツノ状の突起等が形成されないことが確認された。

続いて、絶縁体部の厚みばらつき及び絶縁体部の形状について問題のない絶縁体部用ペーストを選出した中から、実測厚みと保証厚みとの関係から絶縁体部用ペーストのセラミック原料と溝有り金属プレートの溝部における空間体積との関係を確認した。各絶縁体部用ペーストの絶縁体部の実測厚みの実測値は、溝有り金属プレートの溝部における空間体積の１／２以上に相当する絶縁体部用ペーストが積層体チップに塗布されるとした計算値とほぼ一致しており、この計算値より小さくなることはない。この結果より、絶縁体部の保証厚みを達成する絶縁体部用ペーストのセラミック原料は、以下の数式２を満たせばよいことが明らかとなった。

［数２］
Ｃ≧（Ｓ×ｔ／（Ｖ／２））×１００

ここで、Ｃはセラミック原料の含有量（ｖｏｌ％）であり、ｔは絶縁体部の保証厚み（μｍ）であり、Ｓは、絶縁体部の形成面の面積（μｍ²）であり、Ｖは積層体チップ１個当りに対応した溝有り金属プレートの溝体積（μｍ³）である。なお、保証厚みとは、積層体チップの側面に形成される絶縁体部における狙い厚みのことをいう。

従って、本実験結果より、積層体チップの側面に対して所望の厚みの絶縁体部を形成するためには、絶縁体部用ペーストの２５℃における粘度が５００Ｐａ・ｓ以上、２５００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、さらに、上記数式２の条件を満たす必要があることが明らかとなった。

さらに、表１および表２並びに表３および表４において、保証厚みをそれぞれ２０μｍと３０μｍと異なっている。このように、保証厚みを３０μｍにしたとき、２０μｍの場合に比較して本発明の請求範囲外の比較例が増加していることが分かる。従って、保証厚みを厚く設定することにより、それに対応して塗布条件を変更しなければならないことが明らかとなった。このことは、保証厚みを大きく設定すると、積層セラミック電子部品の電気特性を維持できる許容条件が厳しくなることを示唆している。

次に、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法にかかる他の実施例について説明する。本実施例にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、実施例１と同様に、複数のセラミックグリーンシートにストライプ状に電極を印刷し積層し、それをカットして側面部の電極を露出した積層体チップを作成後、絶縁体部用ペーストを充填した任意の体積の溝を有する溝有り金属プレートに積層体チップを押し当てることにより積層セラミック電子部品を製造する工法である。

セラミックグリーンシート成形用バインダに、高分子量で水酸基の多いタイプのポリビニルブチラールを使用した積層セラミック電子部品において、本発明の実施例を示す。ペースト溶剤に積層体のセラミック層に含まれるバインダ成分に非相溶である溶剤と、積層体のセラミック層に含まれるバインダ成分に相溶する溶剤を使用して絶縁体部用ペーストを作製した。各絶縁体部用ペーストで積層体チップに対して絶縁体部を形成して、積層セラミック電子部品を作製した上で、そのショート率を確認した。なお、本実施例にかかる実験条件は、以下の通りである。

・実験条件
・積層体チップのサイズ：Ｌ１．０ｍｍ×Ｗ０．５ｍｍ×Ｔ０．５ｍｍ
・積層体チップの個数：９９０個（粘着ゴム上に４５列×２２行で配置）
・席相対チップの配置間隔：列間１．０ｍｍ、行間２．０ｍｍ
・積層体チップの有機成分
誘電体層：
（バインダ成分）：ポリビニルブチラール《重量平均分子量２０００００、水酸基３４ｍｏｌ％》
（可塑剤）：ジオクチルフタレート
内部電極（導電膜）
（バインダ成分）：エチルセルロース
（可塑剤）アルキッド
・絶縁体部用ペーストの有機成分
（バインダ成分）：セルロースブチレートアセテート
（可塑剤）ジオクチルフタレート
（溶剤）ジヒドロターピニルアセテート、ターピネオール
・溝有り金属プレート空間体積（積層体チップ１個に相当する溝部の空間体積）：
１．０ｍｍ×１．０ｍｍ×０．１０ｍｍ

表５は、絶縁体部用ペーストに含まれるペースト溶剤と積層体セラミック電子部品のショート率との関係を示したものである。表５に示すように、絶縁体部用ペーストのペースト溶剤に、積層体チップのセラミック層を形成している有機成分に対して非相溶のジヒドロターピネオールアセテートを使用したペーストは、ショート率が０％であった。一方、ペースト溶剤に、積層体チップのセラミック層を形成しているバインダ成分に相溶するターピネオールを使用したペーストは、ショート率が１００％であった。この結果から、ペースト溶剤には、積層体チップのセラミック層を形成しているバインダ成分に非相溶の溶剤を使用する必要があることが明らかとなった。

本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法によれば、絶縁体部用ペーストの粘度を５００Ｐａ・ｓ以上、２５００Ｐａ・ｓ以下に設定し、かつセラミック原料の含有量が所定の条件を満たすことにより、所望の絶縁体部の厚みを有する積層セラミック電子部品を得ることができるので、電気特性の安定した信頼性の高い積層セラミック電子部品を得ることができる。

また、本実施形態においては、絶縁体部用ペーストとして積層体チップのセラミック層に含まれるバインダ成分に対して非相溶のペースト溶剤を使用することにより、積層体チップのセラミック層を形成するバインダ成分が溶かされないため、電気特性の安定した積層セラミック電子部品を得ることができる。

本発明にかかる実施例においては、保持プレートを上下左右方向に任意の形に揺動させることにより積層体チップを揺動させて溝有り金属プレートから離すようにしたが、これに限られるものではなく、溝有り金属プレートを上下左右方向に任意の形に揺動させて積層体チップを引き離すようにしてもよい。

また、本発明にかかる実施形態におけるセラミック素体は、誘電体セラミックを用いるので、コンデンサとして機能しているが、これに限られるものではなく、圧電体セラミックを用いた場合は圧電部品として機能し、半導体セラミックを用いた場合はサーミスタとして機能し、磁性体セラミックを用いた場合は、インダクタとして機能する。また、インダクタとして機能する場合は、内部電極は、コイル状の導体となる。

Claims (2)

1. 複数のセラミック層と複数の内部電極とが積層されており、前記内部電極の両側端縁が側面に露出するように形成された積層体チップを用意する工程と、
   前記積層体チップを複数個整列して、前記積層体チップの一方側面を、任意の体積の溝を有し前記体積の溝にセラミックペーストからなる絶縁体部用ペーストを充填した金属プレートに押し当て、前記金属プレートから前記積層体チップを引き離す際に前記金属プレートまたは前記積層体チップを任意の方向に揺動させて、前記一方側面上に前記絶縁体部用ペーストを塗布して第１絶縁体部を形成する工程と、
   前記積層体チップの他方側面を、任意の体積の溝を有し前記体積の溝に絶縁体部用ペーストを充填した金属プレートに押し当て、前記金属プレートから前記積層体チップを引き離す際に前記金属プレートまたは前記積層体チップを任意の方向に揺動させて、前記他方側面上に前記絶縁体部用ペーストを塗布して第２絶縁体部を形成する工程と、
   前記第１絶縁体部および前記第２絶縁体部を形成した積層体チップを焼成する工程と、
   を備える積層セラミック電子部品の製造方法であって、
   前記絶縁体部用ペーストは、粘度が、５００Ｐａ・ｓ〜２５００Ｐａ・ｓであり、無機固形分の含有量Ｃ（ｖｏｌ％）が、
   Ｃ≧（Ｓ×ｔ／（Ｖ／２））×１００
   を満たすことを特徴とし、式中のＣは無機固形分の含有量（ｖｏｌ％）であり、ｔは絶縁層の保証厚み（μｍ）であり、Ｓは絶縁層形成面の面積（μｍ²）であり、Ｖ：チップ１個当たりに対応した金属プレートの溝体積（μｍ³）である、積層セラミック電子部品の製造方法。
2. 前記絶縁体部用ペーストを構成する溶剤成分は、前記積層体チップに含まれるバインダ成分に非相溶であることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。

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