JPS6221259B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は積層形セラミツクコンデンサの製造
方法、特に表面に絶縁層が形成されている半導体
磁器を基体とする積層形セラミツクコンデンサの
製造方法に関するものである。

積層形セラミツクコンデンサを製造するには、
従来より次のような工程により行われていた。つ
まり、印刷法、ドクターブレード法、スプレー
法、引き上げ法などで作成した薄板状の誘電体セ
ラミツクグリーンシートを作成し、このシートの
上に内部電極となる白金、パルジウムなどの貴金
属ペーストを印刷し、これらを内部電極の端面が
交互に現われるように複数枚積み重ねて熱圧着
し、一体化したものを自然雰囲気中1250〜1400℃
で焼成して焼結体とし、内部電極と導通する外部
引き出し用電極を焼結体の端面に焼き付けてい
た。

内部電極として白金、パラジウムなどの貴金属
を使用するのは、上記したようにセラミツクコン
デンサの焼結と電極の形成とが同時に行えるよう
にしたものであるが、高価な貴金属を使用するた
め非常にコスト高となつていた。

一方、貴金属を用いない低コストの積層形セラ
ミツクコンデンサの製造方法が、特公昭53−
35085号、あるいは特開昭54−53248号などで提案
されている。

たとえば、その製造例の一つを第１図、第２図
に従つて説明すると、誘電体セラミツクグリーン
シート１の上に、このグリーンシート１より狭い
面積で、多孔質のセラミツク層となるセラミツク
ペースト層２を形成し、さらにこれを順次積み重
ねて圧着し、焼成することによりセラミツク誘電
体層３間に多孔質のセラミツク層４を形成し、こ
の多孔質のセラミツク層４に溶融した卑金属を圧
入して内部電極を形成するというものである。

しかしながら、このような方法には次のような
欠点が見られる。つまり、ヒビ割れが生じやす
い、あるいはセラミツクコンデンサの容量のバラ
ツキが大きいなどである。

ヒビ割れが生じやすいのは、第２図の矢印で示
した個所において、圧着時に応力が集中的に歪ん
で加わり、この個所からヒビ割れを生ずることに
起因している。また、容量のバラツキが大きいの
は多孔質のセラミツク層の空間面積、つまり電極
として働らく有効面積のバラツキが大きいことに
よるものである。

さらにこのほかに第１図に示した多孔質のセラ
ミツク層となるセラミツクペースト層２の代わり
に、カーボンなどの可燃性材料を用いることも考
えられるが、焼成したときにヒビ割れが生じるこ
とは避けられず、また可燃性材料が消去されて形
成された層状の空洞部において、対向しているセ
ラミツクグリーンシートが互に溶着してしまい、
内部電極の圧入形成ができないなどの欠点が見ら
れ、上記したいずれの方法においても安価で安定
しれ特性を有する積層形セラミツクコンデンサを
提供することができなかつた。

さらにまた最近では従来の積層形セラミツクコ
ンデンサよりもさらに大容量のものが要求されて
おり、その出現が望まれていた。

したがつて、この発明は上記した欠点を改善し
たもので、ヒビ割れが発生せず、容量のバラツキ
が小さいなど安定した特性を有し、さらに安価で
あるとともに大容量の積層形セラミツクコンデン
サの製造方法を提供するものである。

以下、この発明を図示した一実施例に従つて詳
述する。

第３図で示したように、還元性雰囲気中での焼
成により半導体となるセラミツクグリーンシート
１１を用意した。このセラミツクグリーンシート
１１は切断線Ｘ−Ｘ線、Y₁−Y₁線およびY₂−Y₂
線で示したように、複数枚のセラミツクグリーン
シートが得られるようにあらかじめ大きなものを
用意した。図示したものは６枚のセラミツクグリ
ーンシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１
１ｅおよび１１ｆが得られる。このセラミツクグ
リーンシート１１の上には同一材料のセラミツク
ペーストよりなる支柱壁１２が形成されている。
この支柱壁１２は切断したとき、セラミツクグリ
ーンシート１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１
１ｅおよび１１ｆの周縁に一側縁１３ａ，１３ｂ
および１３ｃを除いて形成されている。またセラ
ミツクグリーンシート１１の上には、セラミツク
ペーストの支柱壁１２で囲まれた領域に、この領
域がセラミツクグリーンシート１１の一側縁１３
ａ，１３ｂおよび１３ｃにおいて露呈しているよ
うに同一材料のセラミツクペーストよりなる支柱
体１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅおよ
び１４ｆが形成されている。ここで支柱壁１２と
支柱体１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ
および１４ｆの厚みは同じである。次いで、支柱
壁１２と支柱体１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４
ｄ，１４ｅおよび１４ｆで囲まれた領域には、熱
処理により消去する材料１５が配置されている。
ここで熱処理により消去する材料としては、たと
えばカーボンなどの可燃性無機材料からなるも
の、またはナフタリンなどの昇華性材料を含む熱
分解性の有機材料からなるものがある。熱処理に
より消去する材料として昇華性材料を用いた場
合、特に常温で安定で加熱により容易に消去する
材料を用いれば、内部電極が形成される位置に相
当する空隙の形成が確実かつ容易に行われること
になる。

熱分解性の有機材料に含まれる昇華性材料の例
としては、ｍ−アセトアミド安息香酸、０−アミ
ノ安息香酸、１−アミノアントラキノン、０−ア
ミノフエノール、５−オキシキノリン、２−クロ
ルアントラキノン、サルチル酸、１，５−ジクロ
ルナフタリン、ｄ−シヨウノウ、フマル酸、１，
1′−アゾナフタリン、安息香酸などがある。

また、上記した昇華性材料以外で熱分解性の有
機材料に含まれるものとしては、アセチル尿素、
クエン酸、２，３−ジアミノ安息香酸DL−フエ
ニールアラニン、ブドウ糖、ヘキサメチレンテト
ラミンなどがある。

このようにして準備されたセラミツクグリーン
シートを第３図のようにＸ−Ｘ線、Y₁−Y₁線、
およびY₂−Y₂線に沿つて切断し、各セラミツク
グリーンシート１１ａ〜ｆを第４図に示すように
側面に熱処理により消去する材料が露出している
側を交互に位置するように積み重ねた。なお、１
６はセラミツクグリーンシートで、セラミツクグ
リーンシート１１ａの上面を覆うものである。

次いでセラミツクグリーンシート１１ａ〜ｆお
よび１６を積み重ねた積層体を熱圧着し、これを
セラミツクグリーンシートが焼結する温度で焼成
した。

このときの熱処理により材料１５は積層体の側
面から飛散し、材料１５を配置していた個所に層
状の空隙を形成した。

引きつづき焼結された積層体を水素などの還元
性雰囲気中で熱処理し、積層体全体を半導体磁器
化した。このときの熱処理温度は1000〜1100℃が
適当な範囲である。さらに半導化された積層体を
酸化性雰囲気中で熱処理し、半導体磁器よりなる
積層体の表面に絶縁層を形成した。この還元再酸
化の熱処理により積層体の外表面のみならず層状
の空隙の部分にも絶縁層が形成されることにな
る。また、再酸化の熱処理は通常還元熱処理より
も低い温度、たとえば800〜1000℃の温度範囲で
行われる。

しかる後、積層体の層状の空隙に第５図に示す
ように内部電極となる導電材１７を形成した。

導電材の形成方法としては、銀などの導電ペー
ストを空隙に真空含浸し、そののち熱処理する方
法、またはZn、Sn、Cd、Pbなどの低融点金属を
溶融させ、これを空隙に圧入する方法、あるいは
内部電極となる金属をイオンとして含む溶液に焼
結した積層体を浸漬して空隙に充填し、そののち
還元熱処理して電極を形成するなどの方法があ
る。

上記した方法のほか、無電解メツキ法による導
電材の形成方法があり、この方法を用いてもよ
い。このとき空隙への内部電極の形成を容易にす
るため、超音波を加えながら形成すれば効果があ
り、さらにこの超音波の存在下と同時に真空含浸
を行つてもよい。

このようにして層状の空隙内部に導電材を形成
したセラミツク積層体の側面に銀などの引き出し
電極を形成し、導電材つまり内部電極と電気接続
して積層形セラミツクコンデンサを作成した。

なお、第３図、第４図で示したようにセラミツ
クグリーンシート１１ａ〜ｆの上にコ字状のセラ
ミツクペーストからなる支柱壁１２を形成し、こ
の支柱壁１２で囲まれた領域に支柱体１４ａ〜ｆ
をそれぞれ形成したが、それぞれの領域に支柱体
を複数形成してもよい。またこれに限らず第６図
に示すように円柱状の支柱体１４ａ〜ｃを形成し
てもよい。要は層状の空隙を形成できる形状の支
柱体であればいかなる形状でもよく。このとき導
電材が空隙内に形成できやすい形状を考慮しなけ
ればならないことはもちろんである。

また、上記した実施例では、熱処理により消去
する材料は支柱壁および支柱体で囲まれたセラミ
ツクグリーンシート上の領域に配置されている構
成を示したが、あらかじめこの熱処理により消去
する材料をセラミツクグリーンシート上に配置し
ておき、そののちその上に支柱壁、支柱体の一方
または双方を形成してもよい。

以上の実施例から明らかなようにこの発明によ
れば、セラミツクグリーンシートの周縁に同一材
料のセラミツクグリーンシートで支柱壁を形成す
るとともに、この支柱壁で囲まれた空隙に同一材
料のセラミツクペーストで支柱体が形成され、支
柱壁と支柱体で囲まれたセラミツクグリーンシー
トの上の空隙に熱処理により消去する材料を配置
しているため、このようなセラミツクグリーンシ
ートを複数枚積み重ねて圧接しても、一個所にの
み応力が集中することがなく、均一な圧力で積層
体を構成でき、焼成してもヒビ割れが発生するこ
とがない。また内部電極部分はセラミツク誘電体
層間に層状に配置されるため、常に一定面積の内
部電極が形成でき、容量のバラツキの発生もなく
なり、しかも支柱体が介在しているので、対向す
る誘電体層間同志の溶着もない。さらに高価な貴
金属を用いる必要がないので、コストダウンが図
れ、安価な積層形セラミツクコンデンサを提供す
ることができる。さらにまたセラミツク積層体が
表面絶縁層形の半導体磁器よりなるため、通常の
セラミツク誘電体層からなるものにくらべてさら
に大きな容量が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来例をそれぞれ示し、第１
図は分解側面図、第２図は側断面図、第３図はこ
の発明方法を実施するために供するセラミツクグ
リーンシートを示す平面図、第４図はこの発明の
工程の一部を示す分解斜視図、第５図は内部電極
を形成した積層体の側面図、第６図はこの発明方
法に用いるセラミツクグリーンシートの他の例を
示す斜視図である。 １１，１１ａ〜ｆ…セラミツクグリーンシー
ト、１２…支柱壁、１３ａ〜ｃ…一側縁、１４ａ
〜ｆ…支柱体、１５…熱処理により消去する材
料。１７…導電材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 還元性雰囲気中での焼成により半導体となる
   セラミツクグリーンシートの上にあつて、そのセ
   ラミツクグリーンシートの周縁上に一側縁を除い
   て同一材料のセラミツクペーストよりなる支柱壁
   が形成されており、一方セラミツクペーストの支
   柱壁により囲まれたセラミツクグリーンシート上
   の領域に、この領域がセラミツクグリーンシート
   の前記一側縁において露呈しているように同一材
   料のセラミツクペーストよりなる支柱体が形成さ
   れ、少なくともこれらセラミツクペーストの支柱
   壁および支柱体で囲まれたセラミツクグリーンシ
   ート上の領域に熱処理により消去する材料が配置
   されているものを準備する工程と、 これを熱処理により消去する材料が側面に露出
   している側を交互に位置するように積み重ねる工
   程と、 積み重ねた積層体を焼成する一方、熱処理によ
   り消去する材料を除去して積層体に層状の空隙を
   形成する工程と、 この積層体を還元性雰囲気中で熱処理し、引き
   つづき酸化性雰囲気中で熱処理することにより、
   半導体磁器よりなる積層体の表面に絶縁層を形成
   する工程と、 積層体の層状の空隙に内部電極となる導電材を
   形成する工程と、 導電材が露出している積層体の側面に導電材と
   電気接続する引き出し電極を形成する工程と、 からなることを特徴とする積層形セラミツクコン
   デンサの製造方法。 ２ セラミツクグリーンシートの上に形成された
   セラミツクペーストの支柱壁はコ字状であり、一
   方セラミツクペーストの支柱体は支柱壁でコ字状
   に囲まれた領域内に位置している特許請求の範囲
   第１項記載の積層形セラミツクコンデンサの製造
   方法。 ３ 熱処理により消去する材料はカーボンなどの
   可燃性無機材料である特許請求の範囲第１項記載
   の積層形セラミツクコンデンサの製造方法。 ４ 熱処理により消去する材料は熱分解性の有機
   材料である特許請求の範囲第１記載の積層形セラ
   ミツクコンデンサの製造方法。 ５ 熱処理により消去する材料はナフタリンなど
   の昇華性材料である特許請求の範囲第４記載の積
   層形セラミツクコンデンサの製造方法。