JPH0828310B2

JPH0828310B2 - 積層コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JPH0828310B2
Application number: JP1218279A
Authority: JP
Inventors: 俊紀天野; 進森
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-08-24
Filing date: 1989-08-24
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0382006A

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・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、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外部電極
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
って延びるように形成されている。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
の側方に幅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・
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、一点鎖線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、該個々の積層体を焼成するこ
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ず、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、内部電極同士の
重なり面積も小さくなり、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６の幅ｘが
狭い方が好ましいにも係わらず、該幅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
ネーションも生じがちであった。

よって、本発明の目的は、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、耐湿性及び
信頼性が高められた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
ンサの製造方法であって、内部電極が間に介在されて複
数の誘電体層が積層されており、かつ内部電極の幅が誘
電体層の幅と同一にされている積層型の誘電体を得る工
程と、前記内部電極の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、サ
イドマージン領域を形成する工程と、サイドマージン領
域が形成された積層型の誘電体を加熱し、内部電極の側
端縁に酸化被膜を形成する工程と、サイドマージン領域
により形成された空隙に合成樹脂よりなるシール材を加
圧・注入する工程とを備え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ッタ法や、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〕

本発明の製造方法では、サイドマージン領域が積層型
の誘電体を得た後に、エッ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極を積層しておき、
積層後にエッ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、積層ずれを考慮し
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。

また、本発明の製造方法では、上記加熱処理により内
部電極の側端縁に酸化被膜が形成される。この酸化被膜
は化学化結合により上下のセラミック層との密着性を高
め得る。従って、セラミック焼結体におけるセラミック
層同士の接合強度を効果的に高めることができる。

さらに、サイドマージン領域形成により生じた空隙に
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。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積層体層とし
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ミック・スラリーを図示の形状に
成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
成する材料としては、Ni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、後述するエッチングに際し、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ト11
の一方端縁11aから反対側の端縁11b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れてい
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の幅と同一とされている。すなわち、セラミック
グリーンシート11の側端縁11c,11d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ト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
の対向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12の一方端縁12
a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ト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が付与されていな
いセラミックグリーンシート16が積層されている。

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〜14c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、セラミックグリ
ーンシート11の側端縁11c,11d間の全幅に至るように形
成されるため、内部電極材13の厚みが幅方向において一
様とされる。従って、内部電極材の厚みの不均一に起因
するデラミネーションの発生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、焼結に先立ち、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〜13c,14a〜14cが第3,第４の側面15c,15d間
の全幅に至るように形成されているので、第５図のVII
−VII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Ｚ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ョンが生じがちであっ
た。

従って、本実施例では、積層体において、このような
理由によるデラミネーションの発明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,2
6bは、後述するエッ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、一例を挙
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13a
〜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。

各内部電極材13a〜13c,14a〜14cは、レジスト材26a,2
6b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,25d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ッチングする。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、内部電極材として、Cu及びNi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ッチングし得る
適宜のエッチャントが用いられる。

エッ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3
4,35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25c,25dから内側に後退されてい
る。これは、エッチングにより、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3
4,35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、エッチングにより空隙34
a,35aが形成されている。

エッチング後、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を加熱雰囲気下に置き、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、
エッ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。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,26b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、エッチ
ングにより形成されるので、焼結体25の第3,第４の側面
25c,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
狭い幅にサイドマージン領域34,35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てとしても上記エッチングにより
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〜14cに電気的に接続される。

また、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に酸化処理が施される。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。
本実施例では、焼結体25の第3,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13a〜13c,14a〜14cの側端縁が配置されている
ため、またエッ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、内部電極とセラミッ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じるからであ
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〜13c,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、エッ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25c,25dをシールする。

上記シール材の充填は、外部電極の形成後に行ってもよ
く、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積層コンデンサを第12図に斜視図
で示す。シール材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、エッチングを施した後
に、一対の外部電極36,37を形成したが、外部電極の形
成はエッ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〜14c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
を低減することができる。また、積層ずれ等を余り気に
せず母セラミッ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、しかる後外部電極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
く、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
極のレジスト材26a,26bを構成し得る。この場合には、
レジスト材の除去は必要ではない。

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ッチングした
が、実際のエッチングは、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、本発明によれば、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ッチングまた
は物理的に除去することにより形成される。すなわち、
積層後にエッ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、積層後にエッ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
の種類を少なくすることができる。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。

また、上記加熱工程により内部電極側端縁酸化被膜が
形成され、それによって酸化被膜と上下のセラミック層
との密着強度が高められる。従って、内部電極の面積を
増大させた場合であっても、上記酸化被膜とセラミック
層との接合強度が高められるため、デラミネーション等
が生じがたい信頼性に優れた積層コンデンサを提供する
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で得られる積層コンデンサの
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ミックグリーンシート及
びその上に形成される幅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で用いられる
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、従来例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VII−VII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９図はエッチング後の内部電
極形状を説明するための平面断面図、第10図はエッチン
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、11a,11b,12a,12bは端縁、11c,11d,12c,12d
は側端縁、13,13a〜13c,14,14a〜14cは内部電極材、17,
19は母セラミックグリーンシート、18a,18b,20a,20bは
母内部電極材、25は焼結体、25a,25bは第1,第２の側
面、25c,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、36,37は
外部電極、39はシール材としての合成樹脂を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
ンサの製造方法であって、内部電極が間に介在されて複数の誘電体層が積層されて
おり、かつ内部電極の幅が誘電体層の幅と同一にされて
いる積層型の誘電体を得る工程と、前記内部電極の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、サイドマ
ージン領域を形成する工程と、サイドマージン領域が形成された積層型の誘電体を加熱
し、内部電極の側端縁に酸化被膜を形成する工程と、サイドマージン領域により形成された空隙に合成樹脂よ
りなるシール材を加圧・注入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。