JPH07120602B2 - 積層コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、積層コンデンサの製造方法に関し、より特定
的には、内部電極と誘電体側面との間のサイドマージン
領域の形成工程が改良された積層コンデンサの製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

コンデンサの小型化・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、内部電極材
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、さらに必要に応じ
上下に内部電極材の塗布されていないセラミックグリー
ンシートを積層し、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
端面に外部電極を形成することにより得られる。

ところで、セラミックグリーンシート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側に向かっ
て延びるように印刷法等により付与されている。また、
各内部電極材1,2は、セラミックグリーンシート3,4の側
端縁3c,3d,4c,4dとの間に、幅ｘのサイドマージン領域
５を残すような幅に付与されている。

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ミッ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
の側面に露出することを防止するためである。

〔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1,2の幅が狭ま
り、大容量化を妨げることになる。従って、より小型化
・大容量化を果たすには、サイドマージン領域５の幅は
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）
及び（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、一点鎖線A,Bに沿う部分で積層体を切断することに
より、個々の積層型誘電体生チップを得、該個々の積層
型誘電体生チップを焼成することにより個々の積層コン
デンサ用の焼結体を得ている。

ところが、複数の母内部電極材8,9の印刷に際しては、
印刷用スクリーンの経時的な変形により印刷ずれが生じ
ざるを得ない。また、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の積層に際しても、幾分
かの積層ずれが生じざるを得ない。その結果、切断後に
個々の誘電体生チップにおいて、内部電極材が誘電体生
チップの側面に露出することがある。内部電極材が誘電
体生チップの側面に露出すると、得られた焼結体におい
て耐圧不良や内部電極同士の短絡が生じる。

また、上記のようにセラミックグリーンシートに積層ず
れが生じた場合、内部電極同士の重なり面積も小さくな
り、取得容量が設計容量よりも低下するおそれがあっ
た。

さらに、露出しないまでも、内部電極が焼結体の側面近
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が狭い場合には、これま
た耐圧不良が生じたり、上下のセラミック層の密着強度
が十分でなく、焼結後の層剥がれが生じたりする原因と
なる。

また、第４図に第２図（ａ）のIV−IV線に沿う断面図で
示すように、セラミックグリーンシート３よりも幅の狭
い内部電極材１を印刷した場合には、内部電極材１の側
端縁部分1a,1aにおいて内部電極材１の厚みが他の部分
に比べて厚くなりがちである。その結果、積層・焼結後
に内部電極の側端縁部分においてセラミック層間に層剥
がれが生じ易いという問題もあった。

上記のような種々の理由により、サイドマージン領域５
の幅ｘが狭い方が好ましいにも関わらず、従来の積層コ
ンデンサの製造方法では、該幅ｘを必要以上に大きくす
る必要があった。従って、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のばらつきや層剥
がれも無視できなかった。

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・大容量化を果たすことが可能であ
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の製造方法を提供す
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セラ
ミック層が積層されており、上記誘電体セラミック層よ
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
デンサの製造方法であり、下記の工程を少なくとも具備
することを特徴とする。

すなわち、一方の端縁に沿うように該一方端縁近傍に付
与された難エッチング性材料よりなる第１の内部電極材
と、該第１の内部電極材の上面側または下面側において
前記一方端縁から前記一方端縁と対向する他方端縁側に
延びるようにかつ全幅にわたって付与された易エッチン
グ性材料よりなる第２の内部電極材とを一方主面上に有
する複数枚のセラミックグリーンシートが、第１の内部
電極材が付与された側の前記一方端縁が厚み方向におい
て交互に反対側の端面に位置するように積層された積層
型の誘電体生チップを得る工程と、 上記積層型の誘電体生チップを焼成してセラミックグリ
ーンシートを焼結すると共に、第1,第２の内部電極材を
焼付けて、各々、第1,第２の内部電極部を有する複数の
内部電極を形成する工程と、 上記焼結体を、第２の内部電極部を選択的に蝕刻する薬
剤によりエッチングして、第２の内部電極部の少なくと
も焼結体側面に露出している部分及びその近傍を除去す
ることにより、サイドマージン領域を形成する工程と、 上記第１の内部電極部が露出している焼結体の対向して
いる端面に外部電極を形成する工程とを備えることを特
徴とする積層コンデンサの製造方法。

〔作用〕

本発明の製造方法では、積層型の焼結体を得た後に、エ
ッチングによりサイドマージン領域が形成されるので、
エッチング状態をコントロールすることによってサイド
マージン領域の幅を正確に形成することができる。従っ
て、内部電極同士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、誘電体セラミック層と同一幅の内部電極を間に介
在させるものであるため、焼結に先立ち積層するに際
し、積層ずれを考慮して必要以上にサイドマージン領域
の幅を広げる必要がない。従って、より小型化・大容量
の積層コンデンサを得ることができる。

しかも、上記の積層ずれに対する許容度が大きいため、
焼結に先立つ積層作業を容易に行うことがでる。

また、第２の内部電極材は、第１の内部電極材の上面側
または下面側に付与される。すなわち、第１の内部電極
と積層されるように形成されるものであり、かつセラミ
ックグリーンシートの全幅にわたるように付与されるも
のであるため、付与に際しての位置決めに注意を払う必
要性が少ない。

さらに、第１の内部電極部は難エッチング性材料よりな
るため、焼結体全体をエッチング用の薬剤に浸漬するこ
とにより、第２の内部電極部の焼結体側面に露出してい
る部分のみを確実にかつ簡単にエッチングすることがで
きる。

〔実施例の説明〕

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施例の製造方法
を説明する。

第５図（ａ）及び（ｂ）は、本実施例の製造方法に用い
られる母セラミックグリーンシート及びその上面に形成
される母内部電極材の印刷形状を説明するための各平面
図である。

まず、矩形の母セラミックグリーンシート11を用意す
る。母セラミックグリーンシート11は、誘電体材料を主
体とするセラミック・スラリーを、例えばドクターブレ
ート法により成形することにより得られる。

この母セラミックグリーンシート11の上面全面に、易エ
ッチング性材料よりなる内部電極材13が印刷されてい
る。この内部電極材13の印刷は、全面に行えばよいた
め、煩雑な位置決め作業等を要することなく行い得る。

次に、第５図（ｂ）に示すように、難エッチング性材料
よりなる内部電極材12a,12bを図示のように所定間隔を
隔てて平行に印刷する。

各内部電極材12a,12b及び13は、導電性材料を有機質バ
インダと共に混練してなる導電ペーストで構成されてい
る。導電性材料としては、Ni、Cu、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。

なお、上述した内部電極材12a,12bが、本発明の第１の
内部電極材を構成するものであり、また全面に印刷され
た内部電極材13は本発明の第２の内部電極材を構成す
る。第１の内部電極材12a,12bは、後述のエッチング工
程により使用されるエッチング用の薬剤に蝕刻され難い
材料で構成されている。他方、第２の内部電極材13は、
エッチング用薬剤によりエッチングされ易い材料で構成
されている。

次に、第５図（ｂ）に示したセラミックグリーンシート
11を複数枚用意し、交互に180度反転させた状態で積層
する。これを、第６図を参照して説明する。なお、第６
図では、説明を容易とするために、反転された側のセラ
ミックグリーンシートについては、異なる参照番号を付
して示してある。すなわち、母セラミックグリーンシー
ト11の下方に配置された母セラミックグリーンシート14
上には、全面に第２の内部電極材16が印刷されており、
その上面に帯状に２本の第１の内部電極材15a,15bが平
行に印刷されている。

上記のような母セラミックグリーンシート11,14を交互
に複数枚積層し、第６図の一点鎖線A,Bに沿う部分に相
当する部分で切断することにより、第７図に示す積層型
の誘電体生チップ17を得ることができる。

誘電体生チップ17では、最上部に内部電極材が付与され
ていないセラミックグリーンシート18が積層されてい
る。なお、理解を容易とするために、誘電体生チップ17
内の内部電極材については、第６図に示した各内部電極
材と同一の参照番号を付して説明することにする。

第１の端面17aには、第１の内部電極材12aが、第２の端
面17bには、第１の内部電極材15aが露出されている。ま
た、第２の内部電極材13,16は、セラミックグリーンシ
ート層と同一幅を有するので、第1,第２の端面17a,17b
だけでなく、誘電体生チップ17の両側面17c,17dにも露
出されている。

上述のように、誘電体生チップ17は、第６図に示したセ
ラミックグリーンシート11,14を複数枚積層し、一点鎖
線A,Bに沿う部分に相当の部分で切断することにより得
られる。第３図に示す従来例の場合には、予めサイドマ
ージン領域５の幅ｘを考慮して積層体を切断する必要が
あったが、本実施例ではそのような考慮を払うことな
く、誘電体生チップ17を極めて簡単にかつ安定に得るこ
とができる。

なお、第６図に示した母セラミックグリーンシート11,1
4を用いて、一度に多数の誘電体生チップ17を製造する
必要は必ずしもない。すなわち、個々の誘電体生チップ
17を積層するのに必要な大きさの矩形のセラミックグリ
ーンシート上に、セラミックグリーンシートと同一幅の
各内部電極材を印刷したものを積層し、それによって誘
電体生チップ17を用意してもよい。

次に、誘電体生チップ17を厚み方向にプレスする。この
プレスは、焼結に先立ち、誘電体生チップ17の密度を高
めると共に、各セラミックグリーンシート間の密着性を
高めるために行うものである。

第２図を参照して説明した従来法では、この焼結に先立
つプレスに際し、内部電極材1,2がセラミックグリーン
シート3,4よりも狭い面積に印刷されているため、内部
電極材1,2の重なり合っている領域、内部電極材1,2のみ
が存在する領域、及び内部電極材1,2が全く存在しない
領域の３種の領域においてプレス圧がばらつきがちであ
った。すなわち、内部電極材1,2の重なり合っている領
域においてのみ高いプレス圧が与えられ、その他の領域
では十分なプレス圧がかからず、焼結後の層剥がれの原
因となっていた。

これに対して、本実施例の製造方法では、第７図及び第
８図（ａ）及び（ｂ）に示すように、誘電体生チップ17
を平面視した場合の全領域において、内部電極材13,16,
12a,15aが重なりあっている。従って、全領域が十分に
大きなプレス圧によりプレスされるため、後述の焼成に
際しての層剥がれの生じ難い緻密な焼結体を得ることか
できる。

また、第４図に示したように、従来の製造方法では、内
部電極材１の側縁端部分1a,1bが他の部分よりも厚くな
りがちであり、そのため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幅方向におい
て均一でないため、焼結後に層剥がれが生じ易かった。

これに対して、本実施例では、第９図に相当の断面図で
示すように、第２の内部電極材13がセラミックグリーン
シート11′の全幅に至る幅に形成されているため、内部
電極材13の厚みは幅方向において一様とされる。従っ
て、内部電極材の幅方向の厚みの不均一性に起因するデ
ラミネーションの発生を効果的に防止し得る。なお、セ
ラミックグリーンシート11′は、生チップ17内のセラミ
ックグリーンシート層の一層を抜き出して示したもので
ある。

次に、プレスされた誘電体生チップ17を焼成し、内部電
極材及びセラミックグリーンシートを一体焼成する。な
お、以下の説明においては、焼成により焼付けられた各
内部電極部は、上述した各内部電極材と同一の参照番号
を付して説明する。

第10図に示すように、得られた焼結体20内には、複数の
内部電極21,22が厚み方向において誘電体セラミック層
を介して重なり合うように配置されている。そして、内
部電極21では、第１の内部電極部12aが第１の端面20aに
露出されており、内部電極22では、第１の内部電極部15
aが第２の端面20bに露出されている。

他方、内部電極21及び22の第２の内部電極部13,16は第
1,第２の端面20a,20b及び両側面20c,20dに露出されてい
る。

すなわち、焼結体20の厚み方向において、第１の内部電
極部12a,15aが交互に、第1,第２の端面20a,20bに露出す
るように、各複数の内部電極21,22が配置されている。

次に、焼結体20を、第２の内部電極部13,16を選択的に
蝕刻する薬剤に浸漬し、エッチングを行う。エッチング
後の状態を第11図に斜視図で、第１図に平面図で示す。

第１図から明らかなように、エッチングにより、第２の
内部電極部13の焼結体の端面20a,20b及び側面20c,20dに
露出している部分及びその近傍が除去される。すなわ
ち、このエッチングにより、第２の内部電極部13の側方
にサイドマージン領域23,24並びに端面20bとの間に先端
マージン領域25が形成される。この場合、第１の内部電
極部12aはエッチングにより蝕刻されない。

すなわち、上記エッチングに際しては、第２の内部電極
部13,16のみを選択的に蝕刻する薬剤を用いる。

第１図では、内部電極21が形成されている部分のみを図
示したが、内部電極22の形成されている部分において
も、同様にサイドマージン領域及び端面20aとの間の先
端マージン領域が形成される。

上記各サイドマージン領域23,24及び先端マージン領域2
5の幅は、エッチング条件、すなわち薬剤の種類及び濃
度並びにエッチング時間等を調整することにより、正確
に制御することができる。従って、内部電極同士の重な
り面積を正確に設定することができる。

また、焼結までの積層工程等に関わらず、サイドマージ
ン領域23,24を形成し得るので、完成された積層コンデ
ンサにおける内部電極同士の短絡等を防止するのに必要
かつ十分な幅のサイドマージン領域23,24を形成すれば
よい。すなわち、従来法の場合に比べて、より幅の狭い
サイドマージン領域を形成し得るので、小型・大容量の
積層コンデンサを実現することができる。

次に、第11図に示した焼結体20の第1,第２の端面20a,20
bに、第12図に示すように、一対の外部電極26,27を形成
する。外部電極26,27は、導電ペーストを塗布・焼付け
ることにより形成し得るが、めっきやスパッタリング等
の他の導電膜形成法を適宜用いて形成してもよい。

なお、第13図に、第11図のXIII−XIII線に沿う断面図で
示すように、上記エッチング後に、サイドマージン領域
23,24や先端マージン領域の形成に伴って、空隙28が形
成される。この空隙28が無視できない大きさの場合に
は、第14図に示すように、シール材29を充填してもよ
い。シール材29としては、絶縁性や耐湿性に優れた合成
樹脂を用いることが好ましい。

また、シール材29の充填は、第11図の状態で行うことが
好ましい。外部電極26,27の形成前にシール材29を充填
することにより、先端マージン領域にもシール材を充填
し得るので、内部電極21または22と、他方の内部電極22
または21に接続される外部電極との短絡を確実に防止し
得るからである。

第15図（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施例に用い
得るセラミックグリーンシート及びその上に形成される
外部電極ペーストの付与形状を説明するための各平面図
である。

第15図（ａ）に示すように、矩形のセラミックグリーン
シート31上に、一方端縁31aから他方端縁31b側に延びる
ように、易エッチング性材料よりなる第２の内部電極材
33を印刷したものを用意する。ここでは、第２の内部電
極材33は、セラミックグリーンシート31の他方端縁31b
には至らない長さとされている。次に、一方端縁31a近
傍において、難エッチング性材料よりなる第１の内部電
極材32を印刷する。同様に、第15図（ｂ）に示すよう
に、セラミックグリーンシート34上に、第1,第２の内部
電極材35,36を、セラミックグリーンシート31上とは位
置を反転させた状態に印刷したものを用意する。

このセラミックグリーンシート31,34を交互に複数枚積
層し、必要に応じ、最上部及び最下部に電極ペーストが
印刷されていないセラミックグリーンシートを積層し、
誘電体生チップを得てもよい。この場合、第２の内部電
極材33,36が端縁31b,34bに至らないように形成されてい
るため、エッチングは、第２の内部電極材33,36の側端
縁部分においてのみ行えばよい。すなわち、前述した実
施例における先端マージン領域は、内部電極材の印刷し
ていない領域を設けておくことにより形成される。

また、第６図に示した母セラミックグリーンシート11,1
4に代えて、第16図（ａ）及び（ｂ）に示す母セラミッ
クグリーンシート37,38を交互に複数枚積層してもよ
い。第16図（ａ）の例では、積層後に、第16図（ａ）及
び（ｂ）の一点鎖線Ａ及びＢに沿って切断することにな
る。もっとも、第５図（ｂ）に示したセラミックグリー
ンシート14の上面に形成される内部電極材の印刷形状
は、セラミックグリーンシート11の上面に形成された内
部電極材の印刷形状を反転させたものに相当するため、
印刷形状は、１種類のみでよかったのに対し、第15図の
例では異なる印刷形状に第1,第２の内部電極材39,40,41
a,41b,42が印刷されたセラミックグリーンシート37,38
の２種を用意しなければならない。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の製造方法では、内部電極側方の
サイドマージン領域が、焼結体側面に露出している第２
の内部電極部の側端縁部分をエッチングすることにより
形成される。従って、積層型の焼結体を得るにあたって
行う積層工程において、セラミックグリーンシートの積
層ずれや内部電極用導電ペーストの印刷ずれ等を考慮す
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、積層型の焼結体では、第２の内部電極部の幅が誘
電体セラミック層の幅と同一とされているため、焼結に
先立つ積層に際し、セラミックグリーンシートの位置決
め許容範囲が広がり、積層作業を比較的簡単に行うこと
ができる。さらに、第1,第２の内部電極部を形成するに
あたっては、導電ペーストをセラミックグリーンシート
と同一幅に形成するものであるため、電極印刷パターン
の種類を少なくすることができる。よって、作業工程の
簡略化により、積層コンデンサのコストを低減すること
が可能となる。

また、上記一体焼結型の焼結体では、第１の内部電極部
及び第２の内部電極部が側面に露出しているため、焼結
に際して側面に露出している内部電極部分がセラミック
ス内部の焼結を促進する伝熱媒体となり、焼結が短時間
で良好に行われ得るという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の製造方法においてエッチン
グによりサイドマージン領域を形成した状態の平面断面
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の印刷形状を示す各平面
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ミックグリーンシート及
び母内部電極材の印刷形状を説明するための各平面図、
第４図は従来の積層コンデンサにおける問題点を説明す
るための断面図、第５図（ａ），（ｂ）は、それぞれ、
本発明の一実施例に用いられる母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印刷形状を説
明するための各平面図、第６図は積層工程を示す斜視
図、第７図は積層型の誘電体生チップを示す斜視図、第
８図（ａ）及び（ｂ）は第７図の誘電体生チップの側面
断面図及び平面断面図、第９図は本発明の実施例におけ
る第２の内部電極材の側端縁の形状を説明するための図
であり、第８図（ｂ）中のIX−IX線に沿う部分に相当す
る断面図、第10図は積層型の焼結体を示す斜視図、第11
図はエッチング後の焼結体を示す斜視図、第12図は外部
電極を形成した状態を示す斜視図、第13図は第11図のXI
II−XIII線に沿う拡大断面図、第14図は空隙にシール材
を充填した状態を示す断面図、第15図（ａ）及び（ｂ）
は本発明の他の実施例を説明するための各平面図、第16
図（ａ）及び（ｂ）は本発明において用い得るセラミッ
クグリーンシート及び内部電極材の印刷形状のさらに他
の例を説明する各平面図である。 図において、11,14はセラミックグリーンシート、12a,1
2b,15a,15bは第１の内部電極部（第１の内部電極材）、
13,16は第２の内部電極部（第２の内部電極材）、17は
生チップ、20は焼結体、20a,20bは第1,第２の端面、20
c,20dは側面、21,22は内部電極、23,24はサイドマージ
ン領域、25は先端マージン領域、26,27は外部電極を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】間に内部電極を介在させて複数の誘電体セ
   ラミック層が積層されており、前記誘電体セラミック層
   の幅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形成された積
   層コンデンサの製造方法において、 一方の端縁に沿うように該端縁近傍に付与された難エッ
   チング性材料よりなる第１の内部電極材と、該第１の内
   部電極材の上面側または下面側において前記一方の端縁
   から前記一方の端縁と対向する他方端縁側に延びるよう
   にかつ全幅にわたって付与された易エッチング性材料よ
   りなる第２の内部電極材とを一方主面上に有する複数枚
   のセラミックグリーンシートが、第１の内部電極材が付
   与された側の前記一方端縁が厚み方向において交互に反
   対側の端面に位置するように積層された積層型の誘電体
   生チップを得る工程と、 前記積層型の誘電体生チップを焼成してセラミックグリ
   ーンシートを焼結すると共に、第1,第２の内部電極材を
   焼付けて、各々、第1,第２の内部電極部を有する複数の
   内部電極を形成する工程と、 前記焼結体を、第２の内部電極部を選択的に蝕刻する薬
   剤によりエッチングして、第２の内部電極部の少なくと
   も焼結体側面に露出している部分及びその近傍を除去す
   ることにより、サイドマージン領域を形成する工程と、 前記第１の内部電極部が露出している焼結体の対向して
   いる端面に外部電極を形成する工程とを備えることを特
   徴とする積層コンデンサの製造方法。