(57)【要約】【課題】目標の静電容量を得ることができ、かつ、焼結体構造欠陥がなく信頼性能の優れた積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】複数のセラミック生シート２と複数の金属ペースト膜３とを交互に積層するとともに、前記セラミック生シート２上の前記金属ペースト膜３の非形成部分に段差吸収用セラミックペースト膜４，５を形成して積層体を得る工程を備えた積層セラミックコンデンサの製造方法であって、前記段差吸収用セラミックペースト膜４，５は、形成パターンの幅が異なる２種からなり、かつ、少なくとも一方の形成パターンの幅が金属ペースト膜の非形成部分の幅より大とした２種を積層方向に交互に形成することにより、金属ペースト膜３と段差吸収用セラミック層４，５との重なりによる影響が少なくなるので、信頼性の優れた積層セラミックコンデンサを製造することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミック生シートと複数の金属ペースト膜とを交互に積層するとともに、前記セラミック生シート上の前記金属ペースト膜の非形成部分に段差吸収用セラミックペースト膜を形成して積層体を得る工程を備えた積層セラミックコンデンサの製造方法であって、前記段差吸収用セラミックペースト膜は、形成パターンの幅が異なる２種からなり、かつ、少なくとも一方の形成パターンの幅が金属ペースト膜の非形成部分の幅より大とした２種を積層方向に交互に形成することを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられる積層セラミックコンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は、積層セラミックコンデンサの小形化、大容量化が急速に進んでおり、その実現のために、積層セラミックコンデンサにおける一層あたりの誘電体層および内部電極層を薄層化し、これらを高積層化するという方法がとられている。
【０００３】
誘電体層の薄層化および高積層化に伴って、対向する内部電極間の距離が近接することによる積層セラミックコンデンサのショートなどの特性不良が増加する。さらに内部電極の有無による段差が大きくなって焼結体の構造欠陥が発生しやすくなり、積層セラミックコンデンサの信頼性に大きく影響する。このように、誘電体層の薄層化および高積層化における品質保証が極めて重要になってきている。
【０００４】
そして、例えば、特許文献１には、内部電極の有無による段差を解消するために、複数のセラミック生シートと金属ペースト膜とを交互に積層するとともにセラミック生シート上の金属ペースト膜の非形成部分に形成したセラミックペースト膜を積層して積層体を得る製造方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２６２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、段差吸収用セラミックペースト膜を形成した場合、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜とを位置合わせして高精度に印刷、積層することは難しく、印刷ずれや積層ずれによって生じる金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との重なりが大きい部分が複数にわたって連続している場合、重なり部分に積層体プレス時の圧力が集中するので、重なり部分の金属ペースト膜が断裂し不連続になり、積層セラミックコンデンサの容量が低下するという課題があった。また、印刷ずれや積層ずれによって生じる金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との間の段差吸収用セラミックペースト膜がない部分が、複数層にわたって連続している場合、その部分が空洞となって焼結体のデラミネーションやクラック等の内部構造欠陥となり、信頼性が低下するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するもので、目標の静電容量を得ることができ、さらには焼結体構造欠陥がなく信頼性の優れた積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、複数のセラミック生シートと複数の金属ペースト膜とを交互に積層するとともに、前記セラミック生シート上の前記金属ペースト膜の非形成部分に段差吸収用セラミックペースト膜を形成して積層体を得る工程を備えた積層セラミックコンデンサの製造方法であって、前記段差吸収用セラミックペースト膜は、形成パターンの幅が異なる２種からなり、かつ、少なくとも一方の形成パターンの幅が金属ペースト膜の非形成部分の幅より大とした２種を積層方向に交互に形成するとしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、幅の異なる２種の段差吸収用セラミックペースト膜を交互に積層しているので、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との重なりが大きい部分が複数層にわたって連続して発生することがなく、そのため、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との重なりによる積層体プレス時の圧力集中が緩和され、重なり部分の金属ペースト膜の断裂が抑制されるので、目標の静電容量を得ることができる。
【０００９】
また、段差吸収用セラミックペースト膜の少なくとも一方の形成パターンの幅を金属ペースト膜の非形成部分の幅より大きくしているので、段差吸収用セラミックペースト膜がない部分が複数層にわたって連続して発生することがなく、そのため、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との間の空洞発生が抑制されるので、焼結体構造欠陥がなく信頼性の優れた積層セラミックコンデンサを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態）
以下本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法について、図１〜４を用いて、以下に具体的に説明する。
【００１１】
まず、主成分としてチタン酸バリウムを、副成分としてＭｎ３Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｄｙ２Ｏ３を所定の組成となるよう秤量し、これら秤量した原料粉体をジルコニアボールと純水とともにボールミルに入れ湿式混合した後に、脱水乾燥した。次いで、この乾燥粉末を高純度のアルミナルツボに入れ、空気中で９００℃にて２時間仮焼した。その後、この仮焼粉末をジルコニアボールと純水とともにボールミルに入れ湿式粉砕した後に、脱水乾燥し、誘電体粉末を作製した。
【００１２】
次に、上記の誘電体粉末に、有機溶剤としてｎ−酢酸ブチル、有機バインダとしてポリビニルブチラール樹脂、可塑剤としてＢＢＰ（ブチルベンジルフタレート）を加え、ジルコニアボールとともにボールミルにて混合して第１のセラミックスラリーを作製した。この第１のセラミックスラリーをポリエチレンテレフタレートフィルム上にドクターブレード法により塗布乾燥して、図１、３の厚さ１．６μｍのセラミック生シート２を作製した。
【００１３】
一方、セラミック生シート２とは別に、図２に示すようにニッケルを主成分とするペーストをグラビア印刷法によりポリエチレンテレフタレートフィルム６上に印刷して乾燥し、厚さ１．３μｍの内部電極となる金属ペースト膜３を作製した。金属ペースト膜３の寸法は３．７０ｍｍ×０．７９ｍｍとした。
【００１４】
他方、図１、３の段差吸収用セラミックペースト膜４，５を得るため、上記の誘電体粉末に、有機溶剤としてｎ−酢酸ブチル、有機バインダとしてポリビニルブチラール樹脂、可塑剤としてＢＢＰ（ブチルベンジルフタレート）を加え、ジルコニアボールとともにボールミルにて混合して第２のセラミックスラリーを作製した。なお、第２のセラミックスラリーは、グラビア印刷に適したスラリーとするため、第１のセラミックスラリーに比べ可塑剤量と有機溶剤量を変化させた。
【００１５】
この第２のセラミックスラリーを用いて、図３に示すように前記セラミック生シート２上に交互に幅が異なるセラミックペースト膜４，５を金属ペースト膜３と同等の高さとなるようにグラビア印刷法により形成した。この時、第２のセラミックスラリーを印刷するグラビア版のパターンの幅を変えることで２種類の幅を持つ段差吸収用セラミックペースト膜４，５を形成した。具体的な幅の説明は後述する。なお、図３は、説明のためにモデル的に示したために、実際の段差吸収用セラミックペースト膜４，５の幅寸法とは異なる。
【００１６】
次に、支持体としての金属板の上に段差吸収用セラミックペースト膜が形成されていないセラミック生シートを加圧転写し、ポリエチレンテレフタレートフィルムを除去するという工程を複数回繰り返して、下側の保護層を形成した。
【００１７】
続いて、保護層の上に図２のポリエチレンテレフタレートフィルム６上に形成した内部電極となる金属ペースト膜３を加圧転写し、ポリエチレンテレフタレートフィルム６を除去した。
【００１８】
さらに、この上に上記図３の段差吸収用セラミックペースト膜４，５を形成したセラミック生シート２を図４のような位置関係となるように加圧転写し、ポリエチレンテレフタレートフィルムを除去した。その後このセラミック生シート上に上記図２のポリエチレンテレフタレートフィルム６上に形成した内部電極となる金属ペースト膜３を、先に加圧転写した金属ペースト膜３に対して一定寸法ずらして加圧転写し、ポリエチレンテレフタレートフィルム６を除去した。
【００１９】
さらに、この上に上記図３の段差吸収用セラミックペースト膜４，５を形成したセラミック生シート２を、積層方向において先に形成した段差吸収用セラミックペースト膜４，５と異なる幅の段差吸収用セラミックペースト膜４，５が形成されるように一定寸法ずらして加圧転写し、ポリエチレンテレフタレートフィルムを除去した。この金属ペースト膜３と段差吸収用セラミックペースト膜４，５を形成したセラミック生シート２の加圧転写とをそれぞれ複数回繰り返した後、上側の保護層として段差吸収用セラミックペースト膜が形成されていないセラミック生シートの加圧転写を複数回繰り返して、図１に示すように段差吸収用セラミックペースト膜の幅を一層毎に異なる幅で交互に構成した積層体１を得た。なお、図１、４は、説明のためにモデル的に示したために、実際の段差吸収用セラミックペースト膜４，５の幅寸法とは異なる。
【００２０】
ここで、上記で形成した段差吸収用セラミックペースト膜４，５の幅について説明する。試料Ｎｏ．１は、一方の段差吸収用セラミックペースト膜４が金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも大きく、もう一方の段差吸収用セラミックペースト膜５が金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも大きくかつ一方の段差吸収用セラミックペースト膜４よりも小さくなるようにして交互に形成した。試料Ｎｏ．２は、一方の段差吸収用セラミックペースト膜４が金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも大きく、もう一方の段差吸収用セラミックペースト膜５が金属ペースト膜３の非形成部分の幅と同じになるようにして交互に形成した。試料Ｎｏ．３は、一方の段差吸収用セラミックペースト膜４が金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも大きく、もう一方の段差吸収用セラミックペースト膜５が金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも小さくなるようにして交互に形成した。このようにして、金属ペースト膜３の短辺方向の長さに対する金属ペースト膜３と段差吸収用セラミックペースト膜４との重なり部の長さの割合が５．１％とし、金属ペースト膜３の短辺方向の長さに対する金属ペースト膜３と段差吸収用セラミックペースト膜５との重なり部の長さの割合が−２．５〜２．５％となるように構成した。
【００２１】
これに対し、比較例の積層セラミックコンデンサの積層体は、同じ幅で形成した段差吸収用セラミックペースト膜４を用いて作製した。段差吸収用セラミックペースト膜４の幅が本発明と異なる以外は本発明の積層体と同様の製造方法で作製した。試料Ｎｏ．４は金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも段差吸収用セラミックペースト膜４の幅が大きくなるように形成し、試料Ｎｏ．５は金属ペースト膜３の非形成部分の幅と段差吸収用セラミックペースト膜４の幅が同じになるように形成し、試料Ｎｏ．６は金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも段差吸収用セラミックペースト膜４の幅が小さくなるように形成し、金属ペースト膜３の短辺方向の長さに対する金属ペースト膜３と段差吸収用セラミックペースト膜４との重なり部の長さの割合が−５．１〜５．１％となるように構成した。図５に試料Ｎｏ．５の加圧転写による積層時の金属ペースト膜３と段差吸収用セラミックペースト膜４との位置関係を示した。
【００２２】
次に、これら６種類の積層体を所定の寸法で切断して個片の積層セラミックコンデンサのグリーンチップとした後、以下のように６種類の積層セラミックコンデンサを作製した。
【００２３】
まず、グリーンチップをジルコニア質サヤに入れ、工業用窒素ガス雰囲気中で最高温度４５０℃で２時間処理し、脱バインダした。その後、脱バインダ処理した積層体を、工業用窒素ガスと窒素と水素との混合ガスを用いて１２００℃で２時間処理し、焼成して焼結体とした。
【００２４】
次に、得られた焼結体の両端面に銅ペーストを塗布し、工業用窒素雰囲気中で９００℃にて焼付けを行い、その後、ＮｉめっきおよびＳｎめっき処理を施し外部電極を形成して、外形寸法が、長さ１．６ｍｍ、幅０．８ｍｍ、厚さ０．８ｍｍで、目標の静電容量が１０μＦの積層セラミックコンデンサを６種類作製した。
【００２５】
以上のようにして作製した６種類の積層セラミックコンデンサについて、初期電気特性、信頼性および焼結体構造欠陥の有無を評価した。初期電気特性は、１ｋＨｚ、１Ｖｒｍｓでの静電容量を測定し、試料各５０個の平均値を求め評価した。また、１０３Ω以下となったものをショートとして評価した。信頼性は、試料各５０個について、８５℃にて定格電圧の１倍の直流電圧を１０００時間連続印加する高温負荷試験後の絶縁抵抗の劣化を評価した。絶縁抵抗値が１ＭΩ未満を絶縁抵抗劣化とし、絶縁抵抗の劣化のない場合は○とし、１個でも劣化がある場合は×とした。焼結体構造欠陥は、試料各１００個について外観および断面観察により焼結体のデラミネーションやクラック等の有無を調べた。構造欠陥がない場合は○とし、１個でも構造欠陥がある場合は×とした。評価結果を（表１）に示す。なお、（表１）の重なり部Ａは金属ペースト膜と一方の段差吸収用セラミックペースト膜との重なり部であり、重なり部Ｂは金属ペースト膜ともう一方の段差吸収用セラミックペースト膜との重なり部である。また、（表１）の割合は金属ペースト膜の短辺方向の長さに対する重なり部の長さの割合である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
（表１）に示すように、試料Ｎｏ．４〜６は、段差吸収用セラミックペースト膜４の幅を変えずに毎層同じ幅とした比較例の製造方法による積層セラミックコンデンサであり、試料Ｎｏ．４のように段差吸収用セラミックペースト膜４の幅が金属ペースト膜３の非形成部分の幅よりも大きくなるとプレスによるセラミック生シートの薄膜化が抑制されてショート率は低いものの、印刷ずれや積層ずれによって生じる金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との重なりが大きい部分が複数にわたって連続しているため、重なり部分に積層体プレス時の圧力が集中するので、重なり部分の金属ペースト膜が断裂し不連続になり、目標の静電容量が得られなくなった。また、試料Ｎｏ．５、６のように段差吸収用セラミックペースト膜４の幅が小さくなると、目標の静電容量は得られるが、印刷ずれや積層ずれによって生じる金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との間の段差吸収用セラミックペースト膜のない部分が、複数層にわたって連続しているため、その部分が空洞となって焼結体のデラミネーションやクラック等の内部構造欠陥となり、信頼性が低下した。
【００２８】
これに対して、試料Ｎｏ．１〜３は、本発明の実施例の製造方法による積層セラミックコンデンサであり、段差吸収用セラミックペースト膜４，５の幅を一層毎に異なる幅で交互に構成したものである。
【００２９】
そして、（表１）に示した結果から明らかなように、これら試料Ｎｏ．１〜３の本発明の実施例の製造方法による積層セラミックコンデンサは、幅の異なる２種の段差吸収用セラミックペースト膜を交互に積層しているので、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との重なりが大きい部分が複数層にわたって連続して発生することがなく、そのため、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との重なりによる積層体プレス時の圧力集中が緩和され、重なり部分の金属ペースト膜の断裂が抑制されるので、目標の静電容量を得ることができる。
【００３０】
また、段差吸収用セラミックペースト膜の少なくとも一方の形成パターンの幅を金属ペースト膜の非形成部分の幅より大きくしているので、段差吸収用セラミックペースト膜がない部分が複数層にわたって連続して発生することがなく、そのため、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との間の空洞発生が抑制されるので、焼結体構造欠陥がなく信頼性の優れた積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００３１】
さらに、試料Ｎｏ．２および３は、一方の段差吸収用セラミックペースト膜５の幅をさらに狭くすることで、金属ペースト膜の断裂がより減少するため、より高い静電容量を得ることができた。
【００３２】
以上説明したように、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、段差吸収用セラミックペースト膜が、形成パターンの幅が異なる２種からなり、かつ、少なくとも一方の形成パターンの幅が金属ペースト膜の非形成部分の幅より大とした２種を積層方向に交互に形成しているので、目標の静電容量を得ることができ、かつ、焼結体構造欠陥がなく、信頼性の優れた積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００３３】
なお、上記本実施の形態では、段差吸収用セラミックペースト膜作製用のグラビア版に異なる幅の印刷パターンを形成し、１枚のセラミック生シート２上に金属ペースト膜３と段差吸収用セラミックペースト膜４，５との重なりが異なるように２種類の段差吸収用セラミックペースト膜４，５を形成したが、金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との重なりが異なるように２種類の段差吸収用セラミックペースト膜を作製して一層毎に交互に積層しても良い。
【００３４】
また、金属ペースト膜３と段差吸収用セラミックペースト膜４，５とが形成された印刷体を一層ごとに１８０度回転させて積層することで本実施の形態と同様に一層おきに段差吸収用セラミックペースト膜４，５を構成することができ、同様の効果が得られる。
【００３５】
また、上記実施の形態においては、金属ペースト膜をポリエチレンテレフタレートフィルム上に形成したが、セラミック生シート上に形成しても同様の効果が得られる。
【００３６】
また、本実施の形態では積層セラミックコンデンサの幅方向の金属ペースト膜３の非形成部分にセラミックペースト膜４，５を構成したものであるが、積層セラミックコンデンサの長手方向の金属ペースト膜の非形成部分にセラミックペースト膜を構成しても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、焼結体構造欠陥の発生や信頼性低下を起こすことなく、目標の静電容量を得ることが可能になるので、誘電体層の薄膜化が必要な小形で高容量の積層セラミックコンデンサの製造に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態における積層体の概略断面図
【図２】本発明の実施形態における積層セラミックコンデンサの金属ペースト膜の形成状態を示す図
【図３】本発明の実施形態における積層セラミックコンデンサの段差吸収用セラミックペースト膜の形成状態を示す図
【図４】本発明の実施形態における積層セラミックコンデンサの金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との関係を示す図
【図５】比較例の積層セラミックコンデンサの金属ペースト膜と段差吸収用セラミックペースト膜との関係を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１  積層体
２  セラミック生シート
３  金属ペースト膜
４  段差吸収用セラミックペースト膜
５  段差吸収用セラミックペースト膜
６  ポリエチレンテレフタレートフィルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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