JPH11168024A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄層、高積層化対応の積層セラミック電子部
品において、ショート不良及びデラミネーション不良の
発生を防止する積層セラミック電子部品の製造方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 セラミック粉末、バインダ、及び可塑剤
からなる緻密な第一のセラミックシート３と、同組成で
第一のセラミックシートより空隙率の多い第二のセラミ
ックシート２と内部電極４で構成する積層体において、
前記第一のセラミックシート３面に内部電極４を印刷
し、次に印刷された内部電極４面に第二のセラミックシ
ート２を積層する。このようにして第一のセラミックシ
ート３、内部電極４、第二のセラミックシート２と順次
繰返し複数層積層して作製したグリーン積層体を所定形
状に切断後、所定温度で焼成を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば積層セラミッ
クコンデンサ（以下、積層コンデンサと称する）のよう
に内部電極を有する積層セラミック電子部品の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を積層コンデンサを例に説明
する。

【０００３】図４は従来の積層コンデンサのグリーンチ
ップの一部断面図であり、図５は従来の積層コンデンサ
の断面図である。図４において、１１はグリーンチッ
プ、１２はセラミックシート、１３は内部電極、１４は
無効層であり、図５において、１５は外部電極、１６は
積層コンデンサである。

【０００４】従来の積層コンデンサ１６は、セラミック
粉末、バインダ、及び可塑剤からなるセラミックシート
１２上に内部電極１３を印刷し、この内部電極１３上に
更に前記セラミックシート１２を積層し、次いで積層し
た前記セラミックシート１２上に内部電極１３を印刷す
るというように、セラミックシート１２及び内部電極１
３を交互に複数層積層して作成したグリーンチップ１１
を所定温度で焼成を行った後両端部に外部電極１５を設
けて得ていた。

【０００５】尚、内部電極１３は、両端部の前記外部電
極１５に交互に電気的に接続するように印刷していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来の積
層コンデンサ１６では、小型大容量化に伴うセラミック
シート１２の薄層化対応に伴い、セラミックシート１２
に内部電極１３ペーストが滲み込み、内部電極１３間で
短絡不良（ショート）が発生するという問題点があっ
た。また、この対策としてセラミックシート１２を緻密
化し、内部電極１３ペーストの滲み込みを防止したもの
を用いると、セラミックシート１２の圧縮性が低下する
ため、高積層になるに従って内部電極１３の厚みによる
段差を吸収することができず、積層したセラミックシー
ト１２同士の接着性が低下し、内部構造欠陥（デラミネ
ーション）発生の原因の一つとなっていた。

【０００７】本発明は前記問題点を解消し薄層、高積層
化対応においても内部電極１３間のショートを防止し、
またデラミネーション不良の発生しない積層セラミック
電子部品の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、セラミック層と内部電極とを交互に積層し
た積層体であって、前記セラミック層は緻密な第一のセ
ラミックシートと、この第一のセラミックシートよりも
空隙率の多い第二のセラミックシートとからなり、前記
第一のセラミックシート、前記内部電極、前記第二のセ
ラミックシートを上述の順に繰返し複数層積層すること
により、内部電極間のショート不良を防止し、またデラ
ミネーションの発生しない積層セラミック電子部品を得
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、セラミ
ック層と内部電極とを交互に積層した積層体であって、
前記セラミック層は、緻密な第一のセラミックシート
と、この第一のセラミックシートより空隙率の多い第二
のセラミックシートとからなり、前記第一のセラミック
シート、前記内部電極、前記第二のセラミックシートを
上述の順に繰返し複数層積層し、さらに上下最外層に第
二のセラミックシートからなる無効層を設けることを特
徴とする積層セラミック電子部品の製造方法であって、
セラミック層を緻密な第一のセラミックシート、及びこ
の第一のセラミックシートよりも空隙率の多い第二のセ
ラミックシートより構成しているので、所定層数積層し
た際の内部電極の厚み段差を空隙率の大きい第二のセラ
ミックシートで吸収するとともに、内部電極ペーストの
滲み込みは緻密な第一のセラミックシートで防止するの
で、内部電極間のショート不良を防止し、またデラミネ
ーション不良の発生をも防止することができるものであ
る。

【００１０】請求項２に記載の発明は、第一のセラミッ
クシートと第二のセラミックシートの密度差を少なくと
も０．４ｇ／cm³以上設けたことを特徴とする請求項１
に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第
一のセラミックシートと第二のセラミックシートの密度
差を少なくとも０．４ｇ／cm³以上設けることにより、
第一のセラミックシート上に印刷された内部電極の厚み
段差は、圧縮性の大きい第二のセラミックシートで吸収
され、デラミネーションの発生は防止される。また密度
差が０．４ｇ／cm³以上あるので印刷された内部電極ペ
ーストは第二のセラミックシートに殆ど吸収される事な
く形成されるので、ショート不良は発生しないものであ
る。

【００１１】請求項３に記載の発明は、セラミック粉
末、バインダ及び可塑剤からなる同一組成の第一のセラ
ミックシート及び第二のセラミックシートの密度は、前
記セラミック粉末に前記バインダ及び可塑剤を加えてボ
ールミルにより混合分散を行う際、この混合分散時間を
制御することにより調整することを特徴とする請求項１
あるいは２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法
であり、混合分散時間を制御することで容易に所望の密
度を得られると共に、第一のセラミックシートと第二の
セラミックシートの組成を同じにしているので、セラミ
ックシート同士の密着性が良く、デラミネーションの発
生を防止することができる。

【００１２】以下、本発明の一実施の形態について図を
用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本発明の積層コンデンサのグリ
ーンチップの一部断面図を示し、図２は製造工程におけ
る積層方法を示す断面図を示し、図３は本発明の積層コ
ンデンサの断面図を示している。図１において、１はグ
リーンチップ、２は空隙率の大きい第二のセラミックシ
ート、３は緻密な第一のセラミックシート、４は内部電
極、５は無効層である。図２において、６はＰＥＴフィ
ルム、７は固定フィルム、８は台板である。図３におい
て、９は外部電極、１０は積層コンデンサである。

【００１３】先ず、チタン酸バリウムを主成分とするセ
ラミック粉末１００重量部に対し、バインダとしてポリ
ビニルブチラール樹脂８重量部、可塑剤としてフタル酸
ジブチル３．６重量部、溶剤として酢酸ブチル５３重量
部を加えた後、ボールミルで混合分散を行いスラリーを
作製する。このとき混合分散時間を２４時間、６０時
間、１２０時間と変えて三種類のスラリーを作製した。

【００１４】次に、前記三種類のスラリーそれぞれを、
２０μｍギャップのアプリケータを用い離型材処理の施
されたＰＥＴフィルム６上に塗付、乾燥して三種類のセ
ラミックシートを作製した。作製した夫々のセラミック
シート特性を（表１）に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】（表１）に示すように、同一ギャップのア
プリケータを用いたにも拘らず、１２０時間混合分散を
行った場合は、セラミック粉末の分散が進みシート厚み
が薄く、密度が高く、空隙率が小さな緻密なものとな
る。これに対し２４時間の混合分散を行った場合ではセ
ラミック粉末の分散は少なくシート厚みが厚く、密度が
低く、空隙率も大きい。また、６０時間混合分散を行っ
た場合では２４時間混合分散行った場合と１２０時間混
合分散行った場合の平均値に近いものとなることが分か
る。従ってスラリーの混合分散時間を変えることによっ
て所望の初期密度及び空隙率をもつセラミックシートの
作製が可能となるので、混合分散時間を制御することで
セラミックシートの密度をも調整することができるもの
である。

【００１７】尚、表中の空隙率はセラミック粉末の密度
を６．００ｇ／cm³、バインダ及び、可塑剤の密度を
１．１０ｇ／cm³として算出した理論最密充填密度４．
１０ｇ／cm³より求めた。また加圧後の密度は乾燥後の
セラミックシートに１１０℃の温度で７０ｋｇ／cm²の
圧力を加えた後に測定したものであり、圧縮率は前記条
件で加熱圧縮前後の厚さの収縮率を示すものである。

【００１８】このようにして得られた三種類のセラミッ
クシートのうち、１２０時間混合分散したものを第一の
セラミックシート３、また２４時間混合分散したものを
第二のセラミックシート２として用い、図２に示すよう
に金属製の台板８上に接着されたポリエステル製の固定
フィルム７上に、第二のセラミックシート２を２４層積
層してなる無効層５を設けた後、第一のセラミックシー
ト３面上に内部電極４を印刷したものを加熱積層する。
次に第二のセラミックシート２を第一のセラミックシー
ト３上に加熱積層して密着させる。その後、順次内部電
極４を印刷した第一のセラミックシート３、第二のセラ
ミックシート２を繰返し内部電極４が１２０層となるよ
うに加熱積層した後、最後に第二のセラミックシート２
を２４層積層した無効層５を加熱積層してグリーンチッ
プ１を作製し、所定温度で焼成した後、その両端部に外
部電極９を図３のごとく設けて、積層コンデンサ１０を
得ている。このようにして得られたものについて、ショ
ート発生率及びデラミネーション発生率について調べた
結果を（表２）中、試料１としてあげている。

【００１９】また、第一のセラミックシート３として１
２０時間混合分散したものを用い、第二のセラミックシ
ート２として６０時間混合分散したものを用いて試料１
と同様に作製した積層コンデンサ１０を試料２としてい
る。

【００２０】さらに、比較のための従来例として、図４
に示すように１２０時間混合分散したスラリーから作製
したセラミックシート１２と内部電極１３を繰返し加熱
積層して内部電極１３が１２０層となるように積層して
得たグリーンチップ１１を所定温度で焼成した後、図５
に示すごとく両端部に外部電極１５を設けて作製した積
層コンデンサ１６について（表２）中試料３としてあげ
ている。

【００２１】さらに、６０時間混合分散したスラリーか
ら作製したセラミックシート１２を用いて試料３と同様
に作製した積層コンデンサ１６については試料４とし
て、また２４時間混合分散したスラリーから作製したセ
ラミックシート１２を用いて試料３と同様に作製した積
層コンデンサ１６については試料５として、（表２）に
記載している。

【００２２】尚、上記のようにして作製した試料１〜試
料５は、グリーンチップ１あるいは１１の形状を縦３．
７×横１．９×厚さ１．４mmとし、焼成は１３００℃で
１時間とした。

【００２３】

【表２】

【００２４】（表２）に示すように、１２０時間混合分
散したスラリーから作製した緻密な第一のセラミックシ
ート３と２４時間混合分散したスラリーから作製した空
隙率の大きな第二のセラミックシート２とを組合せた試
料１の場合、ショート及びデラミネーション不良は一切
発生していない。これに対し、第一のセラミックシート
３は試料１と同じものを用い、第二のセラミックシート
２に６０時間混合分散したスラリーから作製したものを
用いた試料２の場合、ショート不良は発生していないが
デラミネーション不良が発生してきている。これは２４
時間混合分散した試料１のセラミックシート２に比べ、
６０時間混合分散したスラリーから作製した試料２のセ
ラミックシート２は密度が高く、空隙率が小さい。この
ため加熱積層時の圧縮率が小さくなり内部電極４の厚み
段差を吸収することが難しくなってデラミネーションが
発生してきたものと思われる。従ってショート不良を抑
制し、しかも内部電極４の厚み段差を充分に吸収するた
めには緻密な第一のセラミックシート３と空隙率の大き
い第二のセラミックシート２との密度差を少なくとも
０．４ｇ／cm³程度設けることが好ましいことが分か
る。

【００２５】一方、比較例として作製した従来製造方法
による一種類のセラミックシート１２のみを用いた試料
３は混合分散時間を１２０時間としたセラミックシート
１２を用いているので密度が高く、空隙率及び圧縮率が
小さいため、内部電極１３のショート不良は発生しない
が内部電極１３の厚み段差を吸収することができずデラ
ミネーション不良が多発しており、好ましくない。また
試料４の場合、試料３に比べ用いたセラミックシート１
２の混合分散時間が６０時間と短いため密度が小さく、
加熱積層時の圧縮率が大きくなった分だけデラミネーシ
ョン不良の発生は低下するが、空隙率が大きくなったた
めにショート不良が発生する。さらに、試料５の場合は
用いたセラミックシート１２の混合分散時間が２４時間
とさらに短いため、密度が小さく、加熱積層時の圧縮率
が大きくなった分だけデラミネーション不良の発生は防
止できるが、空隙率が大きくなった分だけショート不良
が多発するようになり適当でない。

【００２６】以上の結果から、内部電極４間のセラミッ
ク層を緻密な第一のセラミックシート３と、第一のセラ
ミックシート３より空隙率が大きい第二のセラミックシ
ート２とを組合せた二層で構成することにより、内部電
極４ペーストの滲み込みを緻密な第一のセラミックシー
ト３で防いで、内部電極４のショート不良発生を防止す
るとともに、内部電極４の厚み段差を第一のセラミック
シート３よりも空隙率の大きな第二のセラミックシート
２で吸収できるので、デラミネーション不良をも防止す
ることのできる積層コンデンサ１０を製造することがで
きる。

【００２７】また、第一のセラミックシート３と第二の
セラミックシート２の密度差を０．４ｇ／cm³以上とす
ることで、内部電極４の厚み段差の吸収が充分となり、
さらに好ましいものである。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、セラミッ
ク層と内部電極とを交互に積層した積層セラミック電子
部品において、セラミック層を緻密な第一のセラミック
シートと、第一のセラミックシートより空隙率の多い第
二のセラミックシートで構成しているので、第一のセラ
ミックシート、内部電極、第二のセラミックシートと順
次繰返し複数層積層した場合、内部電極ペーストの滲み
込みは、緻密な第一のセラミックシートが防止してショ
ート不良の発生を抑制するとともに、内部電極の厚み段
差は空隙率の大きい第二のセラミックシートが吸収する
のでデラミネーション不良の発生をも防止した積層セラ
ミック電子部品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の積層コンデンサのグリー
ンチップの一部断面図

【図２】同製造工程における積層方法を示す断面図

【図３】同積層コンデンサの断面図

【図４】従来例の積層コンデンサのグリーンチップの一
部断面図

【図５】同積層コンデンサの断面図

【符号の説明】

１ グリーンチップ ２ 第二のセラミックシート ３ 第一のセラミックシート ４ 内部電極 ５ 無効層 ６ ＰＥＴフィルム ７ 固定フィルム ８ 台板 ９ 外部電極 １０ 積層コンデンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック層と内部電極とを交互に積層
   した積層体であって、前記セラミック層は緻密な第一の
   セラミックシートと、この第一のセラミックシートより
   も空隙率の多い第二のセラミックシートとからなり、前
   記第一のセラミックシート、前記内部電極、及び前記第
   二のセラミックシートを上述の順に繰返し複数層積層
   し、さらに上下最外層に前記第二のセラミックシートか
   らなる無効層を設けることを特徴とする積層セラミック
   電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】 第一のセラミックシートと第二のセラミ
   ックシートの密度差を少なくとも０．４ｇ／cm³以上設
   けたことを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック
   電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 セラミック粉末、バインダ及び可塑剤か
   らなる同一組成の第一のセラミックシート及び第二のセ
   ラミックシートの密度は、前記セラミック粉末に前記バ
   インダ及び可塑剤を加えてボールミルにより混合分散を
   行う際、この混合分散時間を制御することにより調整す
   ることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の積層セ
   ラミック電子部品の製造方法。