JPH0382006A - 積層コンデンサの製造方法 - 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〕 本発明は、８１層コンデンサに関し、より特定的には、
内部電極と誘電体鍔面との間のサイドマージン領域が改
良された積層コンデンサに関する。

〔従来の技術〕

コンデンサの小型・大容量化を果たすために、積層コン
デンサが広く用いられている。積層コンデンサは、例え
ば第２図（ａ）及び（ｂ）に示すように、導電ペースト
よりなる内６１１電極材１．２が塗布されたセラミック
グリーンシート３，４を用意し、それぞれを交互に複数
枚積層し、得られた積層体を厚み方向に圧着した後に焼
成し、内部電極材１．２の引出されている焼結体側面に
舛部電極を形成することにより得られている。

ところで、セラ逅ツクグリーンシート３．４上に形成さ
れている内部電極材１．２は、各セラミックグリーンシ
ート３．４の第１の端縁３ａ、４ａから第２の端縁３ｂ
、４ｂ（ｊｌに向かって延びるように形成されている。

また、各内部電極材ｌ。

２は、セラミックグリーンシート３，４の＠端縁３ｃ、
３ｄ、４ｃ、４ｄとの間に、幅Ｘのサイドマージン領域
５を残すような幅に形成されている。

サイドマージン領域５を設けているのは、内部電極材１
．２の上下に位置するセラ電ツクグリーンシート同士の
密着性を高めると共に、内部電極材１．２が焼結後に焼
結体側面で接触することを防止するためである。従って
、従来より、積層コンデンサにおいては、内部電極材１
，２の側方に暢Ｘのサイドマージン領域５を形成するこ
とが必須不可欠であった。

（発明が解決しようとする技術的課題）しかしながら、
サイドマージン領域５の幅Ｘが広い場合には、当然のこ
とながら、内部電極材ｌ。

２の幅が挟まり、大容量化を妨げることになる。

従って、より小型・大容量化を果たすには、サイドマー
ジン領域５の幅Ｘは狭い方が好ましい。

他方、積層コンデンサの量産に際しては、第３図（ａ）
、（ｂ）に示すように、比較的大きな母セラミックグリ
ーンシート６．７を用意し、その一方主面に複数の母内
部電極材８．９を形成したものを交互に複数枚積層した
後に、−点鎖線Ａ。

Ｂに沿って積層体を切断することにより、個々の積層体
を得、該個々の積層体を坑底することにより個々の積層
コンデンサを製造している。

ところが、複数の母内部電極材８．９が形成された母セ
ラミックグリーンシート６．７の積層に際しては、幾分
かの積層ずれが生じざるを得す、その結果、切断後に個
々の積層体内において内部電極材が積層体の側面に露出
する恐れがある。内部電極材が積層体の側面に露出する
と、耐圧不良や内部電極材同士の短絡が生じる。

また、露出しないまでも、内部電極材が焼結体の側面近
傍にまで至っている場合、すなわち第２図（ａ）、（ｂ
）のサイドマージン領域５が小さい場合には、上下のセ
ラミック層の密着強度が充分でなく、焼結後に層剥がれ
が生じる原因となる。

さらに、積層ずれが生じた場合には、内部電極材同士の
重なり面積も小さ（なり、容量値が設計容量よりも低下
するおそれがあった。

上記の諸理由により、サイドマージン領域５の暢Ｘが狭
い方が好ましいにも関わらず、該輻Ｘを必要以上に大き
くする必要があり、小型化・大容量化の妨げとなってい
た。また、積層ずれによる容量値のばらつきやデラミネ
ーシヨンも生じがちであった。

よって、本発明の目的は、従来の積層コンデンサに比べ
て、より一層小型化・大容量化が可能であり、容量値の
ばらつきが少なく、かつ比較的簡単な工程で製造し得る
安価な積層コンデンサを提供することにある。

〔技術的課題を解決す−るための手段〕本発明は、間に
内部電極を介在させて複数の誘電体層が積層された積層
型の誘電体を有し、誘電体層よりも内部電極の幅が狭く
されており、それによって内部電極の側方にサイドマー
ジン領域が設けられた積層コンデンサにおいて、上記サ
イドマージン領域が、誘電体層の幅と同一幅の内部電極
の側端縁が露出している誘電体の側面で露出している内
部電極の側端縁部分をエツチングまたは物理的に除去す
ることにより形成されており、かつサイドマージン領域
形成ににり生じた空隙にシール材が充填されていること
を特徴とする。

なお、上記の物理的除去方法としては、内部電極材をス
パッタリングにより飛散させる逆スパツタ法や、内部電
極材を電気泳動法により外部へ移動させる方法がある。

〔作用〕

本発明では、サイドマージン領域が積層型の誘電体を得
た後に、エツチングまたは物理的除去により形成される
。従って、サイドマージン領域の幅を正確に形成するこ
とができ、内部電極の重なり面積を正確に制御すること
ができ、ひいては容量ばらつきを低減することができる
。

また、誘電体層と同一幅の内部電橋を積層しておき、積
層後にエツチングまたは物理的除去によりサイドマージ
ン領域を形成するものであるため、積層ずれ考慮して必
要以上にサイドマージン領域の幅を拡げる必要がない、
よって、より小型・大容量の積層コンデンサを得ること
ができる。

しかも、誘電体層の幅と同一幅の内部電極が積層された
積層体を用いるものであるため、積層ずれに対する許容
度が大きいので、積層作業を容易に行うことができ、か
つ必要最小限の幅のサイドマージン領域を有する積層コ
ンデンサを得ることができる。

さらに、サイドマージン領域形成により生した空隙には
シール材が充填されているので、耐湿性等が劣化するこ
ともない。

〔実施例の説明〕

第４図〜第１０図を参照して、本発明の一実施例の製造
方法を説明する０本実施例は、誘電体セラミックスを用
いた積層コンデンサの製造方法に適用したものである。

第４図は、本実施例の製造に用いられる誘電体層として
のセラ逅ツクグリーンシート及びその上に形成される内
部電極材を説明するための斜視図である。矩形のセラミ
ックグリーンシート１１゜１２の上面に、それぞれ、内
部電極材１３．１４が膜状に形成されている。

セラミックグリーンシート１１．１２は、誘電体セラミ
ックスを主体とするセラ處ツク・スラリーを図示の形状
に底形することにより得られる。

内部電極材１３．１４は、ＮｉまたはＣｕのような導電
性材料を主体とする導電ペーストを塗布することにより
構成されている。内部電極材を構成する材Ｆｌεしては
、Ｎｕ及びＣｕの他、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄのような種
々の金属材料を用いることができる。もっとも、後述す
るエツチングに際し、適宜のエッチャントにより蝕刻さ
れ得る材料により構成することが必要である。

内部電極材１３は、矩形のセラミックグリーンシー）１
１の一方端縁１１ａから反対側の端縁ｌｌｂ側に向かっ
て延びるように、かつ端縁１１ｂには至らないように形
成さねている。また、内部電極材１３の幅は、セラミッ
クグリーンシート１１の幅と同一ときれている。すなわ
ち、セラミックグリーンシート１１のｔＩ１１端縁１１
ｃ、ｌｉｄ間の全幅に至る幅に、内部電極材１３が形成
されている。

内部電極材１４についても、内部電極材１３と同様に構
成されている。但し、セラミックグリーンシー）１１．
１２を積層した際に、内部電極材１３と内部電極材１４
とが積層体の対間する側面に引出されるように、内部電
極材１４が引出されているセラミックグリーンシート１
２の一方端縁１２ａは、セラミックグリーンシート１１
の一方端縁１１ａと反対側に位置されている。

第４図に示したセラミックグリーンシート１１゜１２を
、交互に複数枚積層することにより、第５図に示す積層
体１５を得ることができる。積層体１５では、第１．第
２のセラミックグリーンシー）１１．１２が３枚ずつ、
交互に積層されており、さらに最上部に内部電極材の付
４されていないセラミックグリーンシート１６が積Ｈａ
れている。

ここでは、３枚の一方の内部電極１３ａ〜１３Ｃが積層
体１５の第１の側面１５ａに、他方の内部電極材１４ａ
−１４ｃが第２の側面１５ｂに引出されている。また、
各内部電極材１３ａ−１３ｃ、１４ａ　〜１４ｅは、共
に、積層体１５の第３゜第４の側面１５ｃ、１５ｄにも
露出している。

なお、第２図に示した従来例では、内部電極材１を構成
するための導電ペーストを塗布した場合、ペーストの表
面張力により、第６図（ａ）に示すように、内部電極材
１の側端縁に隆起部２１ａ。

２１ｂが形成されていた。従って、複数枚のセラミック
グリーンシートを積層した場合、内部電極材の厚みが均
一でないため、焼結後に層剥がれが生じる原因の一つと
なっていた。

これに対して、本実施例では、第６図（ｂ）に相当の断
面図で示すように、内部電極材１３は、セラ主ツタグリ
ーンシート１１の側端縁１１ｃ。

１１ａ間の全幅に至るように形成されるため、内部電極
材夏３の厚みが輻方向において一様とされる。従って、
内部電極材の厚みの不均一に起因するデラａネーシッン
の発虫を効果的に防止することができる。

第５図に戻り、積層体１５は、焼成に先立ち、厚み方向
にプレスすることにより各セラミックグリーンシート間
が密着される。この場合、本実施例の積層体１５では、
内部電極材１３ａ〜１３Ｃ１１４ａ　〜１４ｃが第３．
第４の側面１５ｃ、１５ａ間の全幅に至るように形成さ
れているので、第５図の■−■線に沿う第７図（ｂ）の
模式的断面図で示すように、第５図のＹ方向において厚
みが均一となるように圧着することができる。

これに対して、第２図に示したセラミックグリーンシー
トを用いた従来例では、サイドマージン領域５が予め形
成されているため、第７図（ａ）に示すように、積層体
１５中のサイドマージン領域が形成されている部分Ｚに
おいて厚みが薄くなり、内部電極材１．２が形成されて
いる部分の積層体の厚みとサイドマージン領域が形成さ
れている側方の部分２との厚みとの差により、得られる
焼結体の側面においてデラミネーシ替ンが生じがちであ
った。

従って、本実施例の積層体では、このような理由による
デラミネーシッンの発生を効果的に防止できる。

次に、積層方向に圧着された第５図の積層体１５を焼成
し、積層型の誘電体としての焼結体を得る。さらに、第
８図に示すように、得られた焼結体２５の第１．第２の
側面をレジスト材２６ａ。

２６ｂで被覆する。このレジスト材２６ａ、２６ｂは、
後述するエツチングに際して用いるエッチャントにより
侵されない材料により構成されており、−例を挙げると
エポキシ樹脂等の合成樹脂を用いることができる。

焼結体２５内には、前述した内部電極材がセラミックス
の焼成に際して焼付けられることにより、内部電極１３
ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃが形成されている。なお、
内部電極の参照番号は、前述した内部電極材と同一の参
照番号を付して説明することにする。

各内部電極１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃは、レジス
ト材２６ａ、２６ｂで被覆された部分を除いて、すなわ
ち焼結体２５の第３．第４の側面２５ｃ、２５ｄに露出
されている。

次に、上記焼結体２５の第３．第４の側面２５ｃ、２５
ｄを、内部電極１３ａ〜１３ｃ、１４ａ〜１４ｃを構成
している材料を蝕刻し得るエッチャントによりエツチン
グする。エッチャントとしては、例えば硝酸のような強
酸を用いることができるが、内部電極材料として、Ｃｕ
及びＮ＋以外の金属材料を用いた場合には、そのような
金属材料をエツチングし得る適宜のエッチャントが用い
られる。

エツチング後の状態を第９図に平面断面図で示す、第９
図から明らかなように、焼結体２５内においては、内部
電極１３ａが焼結体２５の第１の側面２５ａに引出され
ている端縁３１と隣接している二辺３２．３３が、サイ
ドマージン領域３４゜３５を第３．第４の側面２５ｃ、
２５ｄとの間に形成するように、第３．第４の側面２５
ｃ、２５ｄから内側に後退されている。これは、エツチ
ングにより、内部電極１３ａの両側端縁部分が蝕刻され
、それによってサイドマージン領域３４．３５が形成さ
れていることを意味する。

他の内部電極１３ｂ、１３ｃ、１４ａ〜１４ｃ部分にお
いても同様にサイドマージン領域が形成されている。

また、第１０図から明らかなように、サイドマージン領
域が形成されている部分には、エツチングにより空隙３
４　ａ、　　３５　ａが形成されている。

エツチング後、焼結体２５を水等により洗浄し、エッチ
ャントを除去する。しかし、水洗いだけでは、残留エッ
チャント、特に空隙３４ａ、３５ａ内に残留しているエ
ッチャントを完全に除去することは難しい、そこで、本
実施例では、次に焼結体２５を加熱雰通気下に置き、残
留エッチャントを飛散させて除去する。

なお、上記加熱は、後述の外部電極を焼付ける工程で与
えられる熱を利用してもよい、その場合には、残留エッ
チャントの除去と外部電極の焼付けを同一工程で行い得
る。

また、残留エッチャントの除去は、残留エッチャントに
よる内部電極の腐蝕を防止するためである。従って、エ
ツチング作用を奪うことさえ可能であれば、加熱以外の
方法を用いても良い０例えば、強酸のエッチャントであ
れば、アルカリ溶液に浸漬して残留エッチャントを中和
してもよい。

上記残留エッチャントの除去に続いて、レジスト材２６
ａ、２６ｂを除去する。レジスト材２６ａ、２６ｈの除
去は、機械的研磨または薬剤を用いた方法等により行い
得る。

本実施例では、サイドマージン領域３４．３５が、エツ
チングにより形成されるので、焼結体２５の第３．第４
の側面２５ｅ、２５ｄから内側に正確な幅のサイドマー
ジン領域を形成することができる。しかも、セラミック
グリーンシートと内部電極材とを積層し、積層体を得た
後に、このサイドマージン領域３４．３５が形成される
ものであるため、積層ずれ等を考慮して余分な幅のサイ
ドマージン領域を形成する必要がない。すなわち、従来
例に比べて、より狭い輻にサイドマージン領域３４．３
５を形成することができる。従って、小型・大容量の積
層コンデンサを実現し得ることがわかる。

なお、積層体１５を得た段階で内部電極材が側面に露出
している部分から垂れることがあるが、このように垂れ
た内部電極材が存在したとしても上記エツチングにより
確実に除去される。

次に、レジスト材２６ａ、２６ｂが除去された面に例え
ばＡｇを主体とする導電ペーストを塗布し、焼付けるこ
とにより、第１１図に示すように、一対の外部電極３６
．３７を形成する。外部電極３６は、内部電極１３ａ〜
１３ｃに、外部電極３７は内部電極１４ａ〜１４ｅに電
気的に接続される。

好ましくは、外部電極３６．３７を形成した後に、焼結
体２５の第３．第４の側面２５ｃ、２５ｄに酸化処理を
施してもよい、酸化処理は、例えば第１１図の積層コン
デンサを酸化雰囲気中において所定の時間加熱処理を行
うことにより達成される０本実施例では、焼結体２５の
第３３第４の側面２５ｃ、２５ｄにおいて、比較的狭い
幅のサイドマージン領域３４．３５を経て内部電極１３
ａｘ１３ｃ、１４ａ−−１４ｅの側端縁が配置されてい
るため、またエツチングによりサイドマージン領域が形
成されているものであるため、内部電極の側端縁が酸化
雰囲気により酸化されやすく、それによって内部電極側
端縁に酸化被膜が形成される。そして、この酸化被膜の
形成により、内部電極とセラもツクスとの密着強度が効
果的に高められる。これは、酸化される際に、誘電体セ
ラミックスと内部電極との間に化学結合を生しるからで
ある。

よって、上記のような酸化処理を行うことにより、内部
電極１３ａ−１３ｅ、１４ａ−１４ｃと誘電体セラミッ
クスとの密着性をより一層高め得ることが可能となる。

なお、上記酸化処理は、エツチングによりサイドマージ
ン領域３４．３５を形成した後であれば何れの段階にお
いて行ってもよい。すなわち、外部電極３６．３７の形
成に先立って酸化処理を行ってもよい。

最後に、第１０図の空隙３４ａ、３５ａに、第１図に示
すように、エポキシ樹脂等の合成樹脂３９を加圧注入す
ることにより、焼結体２５の側面２５ｅ、２５ｄをシー
ルする。なお、シール材としては、合成樹脂の他、ゴム
等の任意の材料を用い得る。

上記シール材の充填は、外部電極の形成後に行ってもよ
（、あるいは外部電極の形成に先立って行ってもよい、
シール材を充填された本実施例の積層コンデンサを第１
２図に斜視図で示す。シール材により空隙が充填されて
いるので、本実施例では耐湿性が低下するおそれもなく
、従って、信頼性に優れた積層コンデンサが得られる。

なお、上述した実施例では、エツチングを施した後に、
一対の外部電極３６．３７を形成したが、外部電極の形
成はエツチングに先立って行ってもよい。

上記実施例では、内部電極１３ａ〜１３ｃ、１４ａ”１
４ｃが安価なＮｉまたはＣｕを用いて構成されているの
で、電極コストを低減することかで赤る。また、積層ず
れ等を余り気に甘ずに母セラ逅ツクグリーンシートを積
層することができるので、製造工程が簡略化され、積層
コンデンサの量産コストを効果的に低減することができ
る。

なお、好ましくは、外部電極３６．３７が形成される焼
結体側面に、Ｎｉを主体とする導電ペーストをコーティ
ングし、しかる後外部を極３６゜３７を形成するように
すれば、内部電極と外部電極との電気的接続の信頼性を
高めることができる。

また、Ｎｉに代えて、他の導電性材料層を焼結体２５の
第１．第２の側面２５ａ、２５ｂに塗布しておいてもよ
（、その場合、エッチャントにより蝕刻されない材料を
用いれば、上述したレジスト材２６ａ、２６ｂの機能を
も持たせることができる。すなわち、外部電極形成用の
下地電極でレジスト材２６ａ、２６ｂを構威し得る。こ
の場合には、レジスト材の除去は必要でない。

上述した実施例では、硝酸等の化学的薬剤をエッチャン
トとして用いて内部電極の側端縁をエツチングしたが、
実際のエツチングは、エッチャントに焼結体を浸漬する
ことにより、あるいは回転バレル内にエッチャントを貯
留しておき、該バレル内に焼結体を投入しバレルを回転
させることにより行い得る。

上述してきた実施例では、誘電体シートとして、セラミ
ックグリーンシートを用いたが、本発明は、セラミック
グリーンシートを複数枚積層して内部電極材と共に一体
焼成してなる積層セラミックコンデンサに限定されるも
のではない、すなわち、誘電体シートとしては、誘電体
樹脂フィルムを用いることもでき、いわゆる積層型フィ
ルムコンデンサにも本発明を適用することができる。

さらに、長尺状のセラミックグリーンシートや樹脂フィ
ルムをその主面上に形成された内部電極と共に巻回して
なる巻回型コンデンサにも本発明を適用することができ
、従って、この種の巻回型コンデンサも本発明にいう積
層コンデンサに含まれるものであることを指摘しておく
。

（発明の効果） 以上のように、本発明では、内部電極側方のサイドマー
ジン領域が、内部電極の側端縁をエツチングまたは物理
的に除去することにより形成される。すなわち、積層後
にエツチングまたは物理的除去によりサイドマージン領
域が形成されるものであるため、積層ずれ等を考慮する
ことなく必要最小限の幅のサイドマージン領域を正確に
形成することができる。よって、小型・大容量であり、
かつ容量値のばらつきの少ない積層コンデンサを得るこ
とができる。

また、積層後にエツチングまたは、物理的除去によりサ
イドマージン領域を形成するものであるため、上記のよ
うな小型・大容量の積層コンデンサを得ることができる
だけでなく、誘電体シートの積層に際しても位置決め許
容範囲が広がるため、積層作業を比較的簡単に行うこと
ができる。さらに、内部電極形成用電極パターンを誘電
体層と同一幅に形成するものであるため、電極パターン
の種類を少な（することができる、よって、積層コンデ
ンサのコストを低減することが可能となる。

さらに、サイドマージン領域の形成により生じた空隙に
はシール材が充填されているので、耐湿性が低下するお
それも少なく、信頼性に優れた積層コンデンサを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の積層コンデンサの横断面図
、第２図（ａ）及び（ｂ）は従来の積層コンデンサを製
造す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材形状を示す各平面図、第３
図（ａ）及び（ｂ）は従来の積層コンデンサの量産に際
して用いられる母セラ果フタグリーンシート及びその上
に形成される厚内部電極材の形状を説明するための各平
面図、第４図は本発明の一実施例の製造に用いられる誘
電体シートとしての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材の形状を説明するための斜視
図、第５図は積層体を示す斜視図、第６図（ａ）及び（
ｂ）は、従来側及び実施例における内部電極材の側端縁
の形状を説明するための各断面図であり、第７図（ａ）
及び（ｂ）は、それぞれ、従来例及び実施例における積
層体の圧着後の形状を説明するための略図的断面図であ
り、第７図（ｂ）は第５図の■−■線に沿う部分の断面
図、第８図は焼結体の側面にレジスト材を付与した状態
を示す斜視図、第９ｒＭはエツチング後の内部電極形状
を説明するための平面断面図、第１Ｏ図はエツチングに
より生じた空隙を示す略図的拡大断面図、第１１図はシ
ール材充填前の積層コンデンサの斜視図、第１２図はシ
ール材を空隙に充填した状態の斜視図である。 図において、１１．１２は誘電体層としてのセラミック
グリーンシート、ｌｌａ、ｌｌｂ、！２ａ、１２ｂは端
縁、ｌｌｃ、ｌｉｄ、１２ｃ、１２ｄは側端縁、１３．
１３ａ〜１３ｅ、１４．１４ａ〜１４ｅは内部電極材、
１７．１９は母セラミックグリーンシート、１８ａ、１
８ｂ、２０ａ。 ２０ｂは厚内部電極材、２５は焼結体、２５ａ。 ２５ｂは第１．第２の側面、２５ｅ、２５ｄは第３、第
４の側面、２６ａ、２６ｂはレジスト材、３４．３５は
サイドマージン領域、３４ａ、３５ａは空隙、３６．３
７は外部電極、３９はシール材としての合成樹脂を示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　間に内部電極を介在させて複数の誘電体層が積層され
   た積層型の誘電体を有し、前記誘電体層よりも内部電極
   の幅が狭くされており、それによって内部電極の側方に
   サイドマージン領域が設けられた積層コンデンサにおい
   て、 前記サイドマージン領域が、前記誘電体層の幅と同一幅
   の内部電極が側端縁が露出している積層型の誘電体の側
   面において、露出している内部電極の側端縁部分をエッ
   チングまたは物理的に除去することにより形成されてお
   り、 前記サイドマージン領域形成により生じた空隙にシール
   材が充填されていることを特徴とする積層コンデンサ。