JPH081876B2 - 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,4
c,4dとの間に、幅ｘのサイドマージン領域５を残すよう
な幅に印刷されている。

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、印刷用クス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
が十分でないため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拘らず、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、前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、一の端縁に沿うように該端縁近傍に難エッ
チング性材料よりなる第１の内部電極材が、該１の内部
電極材に連ねられるようにかつ前記一の端縁と対向する
端縁側に延びるように易エッチング性材料によりなる第
２の内部電極材が全幅にわたるように付与された複数枚
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
を焼付けて第1,第２の内部電極部よりなる複数の内部電
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、 前記焼結体の内部電極の引出されている一対の端面に
外部電極を形成する工程とを備えることを特徴とを備え
る。

〔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材を間
に介在させた誘電体生チップを用いるものであるため、
生チップを得るための積層に際し、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。

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エッチングすることができるた
め、焼結体全体をエッチング用薬剤に浸漬することによ
り簡単に上記エッチングを行い得る。

〔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図は、本実施例の製造方法に用いられる誘電体材
料を主体とする母セラミックグリーンシート及びその上
面に形成される内部電極材の塗布形状を説明するための
分解斜視図である。

矩形の母セラミックグリーンシート11の上面におい
て、一方端縁11aに沿うように、第１の内部電極材12aが
帯状に印刷されている。この第１の内部電極材12aと所
定距離を隔てて、同じく第１の内部電極材12bが一方端
縁11aに平行に印刷されている。そして、残りの領域に
は、第1,第２の内部電極材12a,12bよりも広幅の第２の
内部電極材13a,13bが印刷されている。

同様に、セラミックグリーンシート14の上面にも、第
１の内部電極材15a,15b及び第２の内部電極材16a,16bが
印刷されている。第５図から明らかなように、母セラミ
ックグリーンシート14の上面に印刷された内部電極材の
印刷パターンは、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パターンを180度反転させ
たものに相当する。

上述したセラミックグリーンシート11,14は、誘電体
セラミックス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ド法等により、図示の形状に成形す
ることにより得られる。

内部電極材12a〜13b,15a〜16b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、第１の内部電極材12a,12b,15a,15bと、第２の
内部電極材13a,13b,16a,16bとは、異なる材料で構成さ
れている。すなわち、第１の内部電極材12a,12b,15a,15
bは、後述するエッチング工程により使用されるエッチ
ング用の薬剤により蝕刻され難い材料で構成されてお
り、他方、第２の内部電極材13a,13b,16a,16bは、エッ
チング用薬剤によりエッチングされ易い材料により構成
されている。

第５図に示したセラミックグリーンシート11,14を、
交互に複数枚積層し、さらに、必要に応じ最上部あるい
は最下部に内部電極材が付与されていないセラミックグ
リーンシートを積層し、第５図の一点鎖線Ａ及びＢに相
当する部分で切断することにより、第６図に示す積層型
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５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。

誘電体生チップ17の対向している第1,第２の側面17a,
17bには、それぞれ、第１の内部電極材12a,12a,12a及び
15a,15a,15aが露出されている。また、第１の内部電極
材12a,15aに連ねられるように配置されている第２の内
部電極材13a,16aは、セラミックグリーンシートと同一
幅を有するので誘電体生チップ17の第3,第４の側面17c,
17dに露出されている。

さらに、第２の内部電極材13a,16aの第１の内部電極
材12a,15aが設けられている側と反対側の端部が第２ま
たは第１の側面17bまたは17aにおいても露出されてい
る。

上述のように、誘電体生チップ17を得るにあたって
は、第５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。従って、第２図従来例の
ように、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ないため、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５図に示した母セラミックグリーンシート1
1,14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、誘電体中チップ17を厚み方法にプレスする。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たため、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６図及び
第７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、後述の焼成によって層剥が
れの生じ難い緻密な焼結体を得ることができる。

また、第４図に示したように、従来の製造方法では、
内部電極材の側端縁部分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８図に相当の断面図
で示すように、内部電極材13a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13a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９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の側面20a
に露出されており、内部電極22では、第１の内部電極部
15aが第２の側面20bに露出されている。また、内部電極
21においては、第２の内部電極部13aは側面20c,20dと、
第２の側面20bに露出されている。同様に、内部電極22
では、第２の内部電極部16aは側面20c,20dと、第１の側
面20aとに露出されている。

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の側面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25を、第２の内部電極部13a,16a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10図に斜視図で、第１図に平面断面図
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13aの焼結体側面20c,20d,20b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13aの側方にサイドマ
ージン領域23,24並びに側面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13a,16aのみを選択に蝕刻する薬剤を用いる。ま
た、前述のように、第２の内部電極部13a,16a用内部電
極材は易エッチング性材料により構成されており、第１
の内部電極部12a,15aを構成する電極ペーストは難エッ
チング性材料により構成されている。

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側面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25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10図に示した焼結体20の第1,第２の側面20a,
20bに、第11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12図に、第10図のXII−XII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が成
形される。この空隙28が無視できない大きさの場合に
は、第13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10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14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印刷形状を説明するための各平面
図である。第14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に沿うように難
エッチング性材料よりなる第１の内部電極材32を印刷
し、該第１の内部電極材32に連なるように易エッチング
性内部電極材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。同様に、
第14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５図に示した母セラミックグリーンシートに
代えて、第15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1
5図（ａ）の例では、積層後に、第15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及びその近傍をエッチング
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
決め許容範囲が拡がり、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
トと同一幅に印刷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、上記一体焼成型の焼結体では、第２の内部電極
部及び第１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
間に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図は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斜視図、第６図
は積層型の誘電体生チップを示す斜視図、第７図（ａ）
及び（ｂ）は第６図の誘電体生チップの側面断面図及び
平面断面図、第８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断面図、第９
図は積層型の焼結体を示す斜視図、第10図はエッチング
後の焼結体を示す斜視図、第11図は外部電極を形成した
状態を示す斜視図、第12図は第10図のXII−XII線に沿う
拡大断面図、第13図は空隙にシール材を充填した状態を
示す断面図、第14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15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）、
13a,13b,16a,16bは第２の内部電極部（第２の内部電極
材）、20は焼結体、20a,20bは第1,第２の側面、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、 一の端縁に沿うように該端縁近傍に難エッチング性材料
   よりなる第１の内部電極材が、該１の内部電極材に連ね
   られるようにかつ前記一の端縁と対向する端縁側に延び
   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
   が全幅にわたるように付与された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
   焼付けて第1,第２の内部電極部よりなる複数の内部電極
   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、 前記焼結体の内部電極の引出されている一対の端面に外
   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。