JPH047573B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、雰囲気焼成によつて焼結されるセ
ラミツク積層体であつて、焼成その他の熱処理中
の雰囲気がセラミツ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、セラミツク積層体において、セラ
ミツクの焼成段階で多孔性となるダミー層を当該
セラミツ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 雰囲気焼成によつて製造されるセラミツク積層
体の一例として、ニツ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おいて
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、外部電極を施した後、
空気中または中位酸素濃度雰囲気中での熱処理に
より酸化処理され、セラミツ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
層コンデンサ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
ラミツ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つ
たり、さらに、極端には、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、雰囲気ガスが積層コンデンサの
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つた、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ツプをブロツク化
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、セラミツク積層
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、セラミツクの焼成段階で多孔
性となつたダミー層を、セラミツク積層体の内部
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、セラミツクの焼成段階においては、少な
くともセラミツクの焼結が達成される時点ではダ
ミー層が多孔性となつているので、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
容易に到達する。また、焼成後においては、ダミ
ー層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、従来の積層
コンデンサと同様である。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ツ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刷等で、第３図に示すよう
に、セラミツクグリーンシート３（但し、第３図
では、焼結後の状態となつている。）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、たとえばニツケルペーストをセラミツクグ
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ツクグリーンシート
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
らに所定枚数の内部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ツクを得る。こ
の積層ブロツクを、プレス圧着し、次いで切断す
ることにより、積層体チツプ５が得られる。但
し、図面に示された積層体チツプ５は、焼成後の
段階として図示されている。

上述した焼成前の積層体チツプ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
度域までゆつくりと昇温され、それによつて、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、積層体チツプ５の
セラミツ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。したがつて、セ
ラミツ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、積層体チツプ５の中心
部にまで到達し、セラミツクの焼結を促す。

また、焼成後の積層体チツプ５に酸化処理を施
す場合、酸素ガスがこの多孔性のダミー層２を介
して積層体チツプ５の中心部にまで作用する。し
たがつて、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
層体チツプ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
た酸化処理前であつても後であつてもよい。外部
電極６の付与が酸化処理の前に行なわれる場合に
は、ダミー層２は、積層体チツプ５の外表面であ
つて外部電極６が形成されない面において開口さ
れるのが好ましい。なぜなら、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内にトラツプされること
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
層体チツプ５がダミー層２の部分で剥れてしまう
こともある。このような理由によつても、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。この場合であつて
も、少なくとも積層体チツプの焼結過程で雰囲気
ガスを積層体チツプの中心部にまで作用させる機
能は十分果たし得ることができる。

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
なつているが、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
き、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の外装樹脂コート
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間を電気的にブリツジし
てしまう危惧がある。この問題は、単純には、ダ
ミー層２の開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。

したがつて、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
ガスをもつての熱処理を終えた段階で、ダミー層
２をプラスチツクで含浸・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モノ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せた後、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、湯により、積層体チツプ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
うに積層体チツプ５の中間位置に各々１層だけを
挾むのではなく、第５図に示すように、ダミー層
２を複数層まとめて積層体チツプ５内に介在させ
てもよい。

また、第６図に示すように、ダミー層２をそれ
ぞれ形成したセラミツクグリーンシート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が積層体チツ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、還元ないし中性雰囲気での
セラミツクの焼成や焼結されたセラミツクの酸化
処理を有利に行なえるだけでなく、その他の大型
セラミツ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、
積層セラミツ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
電アクチユ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、セラミツ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、粒径の大きい
ニツケル、パラジウム粉末によつて多孔性のダミ
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
ツ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、大型のセラミツク積層体が一体的
に焼成されることができ、大容量積層コンデン
サ、高圧積層コンデンサ、多層圧電アクチユエー
タの商品化が容易になる。

また、セラミツク積層体の中心部にまで良好な
焼結が実現されるので、緻密なセラミツクを得る
ことができる。また、酸化処理等の熱処理効果も
セラミツ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、セラミツ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、デラミネーシヨ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となり、セラミツク積
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−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としての積層体チツプ
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つて、ダ
ミー層２の積み重ね状態を示す。 図において、１は積層コンデンサ、２はダミー
層、５は積層体チツプ、６は外部電極である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱処理中の雰囲気を内部にまで届かせるた
   め、セラミツクの焼成段階で多孔性となつたダミ
   ー層が当該セラミツク積層体の内部から外表面に
   まで延びて形成された、セラミツク積層体。 ２ セラミツ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項記載のセラミツク積層体。