(57)【要約】【課題】焼成工程とアニール工程との間における素体のクラックの発生を防止し、電子部品の信頼性を向上させることのできる電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】移動工程Ｓ４では、ＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とを混合させた状態で焼成さや１０を焼成炉２０からアニール炉３０へ移動させ、セラミック素体２をＺｒＯ２ビーズ１２で保温した状態で移動し、常温にさらされることによる熱衝撃を発生させることなく、焼成炉２０からアニール炉３０へセラミック素体２を移動させる。ＺｒＯ２ビーズ１２は酸素透過性を有しているため、アニール工程Ｓ５においてセラミック素体２をＺｒＯ２ビーズ１２と共に熱処理しても、ＺｒＯ２ビーズ１２が酸素を阻害することなく、アニール処理に必要な酸素を十分にセラミック素体２に供給し、再酸化状態にばらつきを生じさせることなく確実にアニール処理を行う。【選択図】図３
2010238872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未焼成のセラミック素体を準備する素体準備工程と、
前記セラミック素体に対する反応性を有さず且つ酸素透過性を有する媒体を準備し、前記媒体と前記セラミック素体とが接触するように、前記媒体と前記セラミック素体とを混合させる混合工程と、
混合された前記媒体及び前記セラミック素体を収容した焼成さやを焼成炉に搬入し、還元性雰囲気で焼成する焼成工程と、
前記媒体と前記セラミック素体とを混合させた状態で前記焼成さやを前記焼成炉からアニール炉へ移動させる移動工程と、
前記アニール炉内で、前記セラミック素体を前記媒体と共に酸化性雰囲気で熱処理することによってアニールするアニール工程と、
前記媒体を除去する除去工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記媒体はＺｒＯ２であることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子部品の製造方法として、セラミックグリーンシートに電極パターンを形成して、そのグリーンシートを積層して積層体（セラミック素体）を形成し、バインダを除去した後に所定の昇温速度で焼成温度まで上昇させて焼成し、大気中において、焼成温度より低い温度で一定時間保持することによって再酸化処理、すなわちアニール処理を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、Ｎｉを主成分とする金属からなる内部電極とセラミックスとの積層体を焼成した後に炭酸ガスを含む雰囲気化で熱処理することによって、炭酸ガスの分解により供給される酸素により再酸化するものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３５０７０号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の電子部品の製造方法においては、セラミック素体を焼成する際は還元性雰囲気の焼成炉内で焼成が行われ、焼成されたセラミック素体は酸化性雰囲気のアニール炉へ搬入されて当該アニール炉内でアニール処理が行われる。しかしながら、この製造方法では、焼成炉から搬出しアニール炉へ搬入する際にセラミック素体は一度室温にさらされる。焼成時における温度は１２００℃程度と非常に高温であるため室温にさらされることによってセラミック素体に急激な熱衝撃が加わり、クラックが発生する場合があった。これによって、電子部品の信頼性が低下してしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、焼成工程とアニール工程との間における素体のクラックの発生を防止し、電子部品の信頼性を向上させることのできる電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電子部品の製造方法は、未焼成のセラミック素体を準備する素体準備工程と、セラミック素体に対する反応性を有さず且つ酸素透過性を有する媒体を準備し、媒体とセラミック素体とが接触するように、媒体とセラミック素体とを混合させる混合工程と、混合された媒体及びセラミック素体を収容した焼成さやを焼成炉に搬入し、還元性雰囲気で焼成する焼成工程と、媒体とセラミック素体とを混合させた状態で焼成さやを焼成炉からアニール炉へ移動させる移動工程と、アニール炉内で、セラミック素体を媒体と共に酸化性雰囲気で熱処理することによってアニールするアニール工程と、媒体を除去する除去工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る電子部品の製造方法では、媒体とセラミック素体とが接触するように混合された状態で焼成工程が行われるため、セラミック素体にまんべんなく熱が供給されることによって、セラミック素体をムラなく焼成することができる。また、移動工程では、媒体とセラミック素体とを混合させた状態で焼成さやを焼成炉からアニール炉へ移動させるため、セラミック素体を媒体で保温した状態で移動させることが可能となり、これによって、常温にさらされることによる熱衝撃を発生させることなく、焼成炉からアニール炉へセラミック素体を移動させることができる。ここで、媒体は酸素透過性を有しているため、アニール工程においてセラミック素体を媒体と共に熱処理しても、媒体が酸素を阻害することなく、アニール処理に必要な酸素を十分にセラミック素体に供給することができ、セラミック素体の再酸化状態にばらつきを生じさせることなく、確実にアニール処理を行うことができる。以上によって、本発明に係る電子部品の製造方法によれば、焼成工程とアニール工程との間におけるセラミック素体のクラックの発生を防止し、電子部品の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る電子部品の製造方法において、媒体として、セラミック素体に対する反応性を有さず、且つ、酸素透過性を有するＺｒＯ２を用いることによって、上述の効果を確実に得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、焼成工程とアニール工程との間における素体のクラックの発生を防止し、電子部品の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された電子部品を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法を示すフロー図である。
【図３】図２に示す焼成工程、移動工程、アニール工程の工程内容を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１を参照して、本発明の実施形態に係る電子部品の製造方法によって製造された電子部品１の構成を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造された電子部品１を示す断面図である。
【００１３】
図１に示すように、電子部品１は、例えば、セラミックコンデンサなどの電子部品であり、複数の板状のセラミックグリーンシートを積層して一体化することによって略直方体形状に構成されたセラミック素体２と、セラミック素体２の両端面に形成された外部電極３，４とを備えて構成される。セラミック素体２は、セラミック素体２の長手方向に向かい合って互いに平行をなす一対の端面２ａ，２ｂと、端面２ａ，２ｂと直交すると共に端面２ａ，２ｂ同士を連結する四つの側面２ｃを有する。外部電極３は、一方の端面２ａ及び端面２ａと直交する四つの側面２ｃの各縁部の一部を覆うように形成されている。また、外部電極４は、他方の端面２ｂ及び端面２ｂと直交する四つの側面２ｃの各縁部の一部を覆うように形成されている。電子部品１は、例えば、縦が１．９〜２．２ｍｍ程度に設定され、横が１．１〜１．３ｍｍ程度に設定され、厚みが１．１〜１．３ｍｍ程度に設定されている。
【００１４】
外部電極３，４は、セラミック素体２の外面にＣｕやＮｉ、あるいはＡｇ、Ｐｄ等を主成分とする導電性ペーストを後述の方法によって付着させた後に所定温度（例えば、７００℃程度）にて焼き付け、更に電気めっきを施すことにより形成される。電気めっきには、Ｎｉ、Ｓｎ等を用いることができる。
【００１５】
セラミック素体２は、図１に示すように、複数の長方形板状の誘電体層６と、それぞれ複数の内部電極７及び内部電極８とが積層された積層体として構成されている。内部電極７と内部電極８とは、セラミック素体２内において誘電体層６の積層方向（以下、単に「積層方向」と称する。）に沿ってそれぞれ一層ずつ配置されている。内部電極７と内部電極８とは、少なくとも一層の誘電体層６を挟むように対向配置されている。実際の電子部品１では、複数の誘電体層６は、互いの間の境界が視認できない程度に一体化されている。誘電体層６は、ＢａＴｉＯ３を主成分として構成されている。
【００１６】
内部電極７，８は例えば、ＮｉやＮｉ合金などの導電材を含んでいる。内部電極７，８の厚みは、例えば１〜５μｍ程度である。内部電極７，８は、積層方向から見て互いに重なりあう領域を有するような形状であれば、特に形状は限定されず、例えば矩形状などの形状をなしている。内部電極７，８は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。内部電極７は外部電極３と電気的に接続されており、内部電極８は外部電極４と電気的に接続されている。
【００１７】
続いて、図２及び図３を参照して本発明の実施形態に係る電子部品１の製造方法について説明する。図２は、電子部品１の製造方法を示すフロー図である。また、図３は、図２に示す焼成工程、移動工程、アニール工程の工程内容を示す図である。
【００１８】
図２に示すように、電子部品１の製造方法では、素体準備工程Ｓ１から工程を開始する。この素体準備工程Ｓ１では以下の処理がなされる。すなわち、誘電体層６となるセラミックグリーンシートを形成した後、当該セラミックグリーンシート上に内部電極７，８のパターンを導電性ペーストで印刷し、乾燥することによって電極パターンを形成する。このように電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数枚重ね合わせ、そのセラミックグリーンシートの積層体をそれぞれセラミック素体２の大きさのチップとなるように切断する。続いて、ポリエチレン等の材料からなる密閉回転ポットに水と複数のチップと研磨用のメディアを入れて、この密閉回転ポットを回転させることによって、チップの角部分の面取りが行われ、それぞれの角部分が所定の曲率半径を有することとなる（バレル研磨）。面取り加工を施したチップに所定温度で所定時間加熱処理を施すことによって脱バインダを行う。以上の処理によって、素体準備工程Ｓ１が終了する。
【００１９】
素体準備工程Ｓ１の後、ＺｒＯ２ビーズ混合工程Ｓ２が行われる。このＺｒＯ２ビーズ混合工程Ｓ２では、図３に示すように、Ｓ１で準備したセラミック素体２とＺｒＯ２ビーズ（媒体）１２とが接触するように、焼成さや１０内でセラミック素体２とＺｒＯ２ビーズ１２との混合が行われる。ＺｒＯ２ビーズ１２は、粒径０．２μｍ〜２ｍｍ程度のＺｒＯ２の球体であり、誘電体の主成分がＢａＴｉＯ３から構成されているセラミック素体２に対する反応性を有していないため、熱処理時におけるセラミック素体２に対する化学的影響がほとんどないという特性を有している。また、ＺｒＯ２ビーズ１２は熱伝導度４．０Ｗ／（ｍ・ｋ）程度の高い熱伝導性を有しているため、焼成処理を行う際にセラミック素体２に十分に熱を伝えることができる。また、ＺｒＯ２ビーズ１２は酸素透過率１０−９〜１０−１０（ｃｍ−１ｓｅｃ−１）程度の高い酸素透過率を有しているため、アニール処理を行う際にセラミック素体２に供給される酸素を阻害することなく透過させることができる。焼成さや１０はセラミック素体２とＺｒＯ２ビーズ１２を収容した状態で複数段積み重ねられて上蓋１１が被せられ、台１３に載せられて焼成炉２０やアニール炉３０へ搬入される。なお、図３においては、焼成さや１０内でセラミック素体２は全周にわたってＺｒＯ２ビーズ１２に取り囲まれて接触しているが、これに代えて、焼成さや１０の底面にセラミック素体２を設置し、その上からＺｒＯ２ビーズ１２を被せることによってセラミック素体２の側面及び上面のみがＺｒＯ２ビーズ１２と接触するように配置されていてもよい。また、ＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とを焼成さや１０内で混合してもよく、あるいはＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とを混合した後に焼成さや１０内に収容してもよい。以上の処理によって、ＺｒＯ２ビーズ混合工程Ｓ２が終了する。
【００２０】
ＺｒＯ２ビーズ混合工程Ｓ２の後、焼成工程Ｓ３が行われる。この焼成工程Ｓ３では、図３（ａ）に示すように、焼成さや１０を焼成炉２０に搬入し、還元性雰囲気で焼成が行われる。焼成さや１０の搬入・搬出はローラーに載せることによって行われる。この焼成工程Ｓ３においては、焼成炉２０の内部空間２１に酸化性ガス（Ｈ２Ｏ）、還元性ガス（Ｈ２）とそれらのキャリアガス（Ｎ２）といった混合ガスが封入されることによって還元性雰囲気が形成され、７００〜１３００℃で３０分〜４時間熱処理が行われることによってセラミック素体２の焼成が行われる。以上の処理によって、焼成工程Ｓ３が終了する。
【００２１】
焼成工程Ｓ３の後、移動工程Ｓ４が行われる。この移動工程Ｓ４では、図３（ｂ）に示すように、ＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とを混合させたままの状態で焼成さや１０の焼成炉２０からアニール炉３０への移動が行われる。ＺｒＯ２ビーズ１２は焼成さや１０から除去されることなくセラミック素体２と接触したままの状態が保持され、これにより、ＺｒＯ２ビーズ１２によってセラミック素体２の保温がなされる。焼成さや１０の移動は、焼成炉２０とアニール炉３０に通じるローラーに載せることによって行われる。以上によって、移動工程Ｓ４が終了する。
【００２２】
移動工程Ｓ４の後、アニール工程Ｓ５が行われる。このアニール工程Ｓ５では、図３（ｃ）に示すように、焼成さや１０をアニール炉３０に搬入し、セラミック素体２をＺｒＯ２ビーズ１２と共に酸化性雰囲気で熱処理することによってセラミック素体２の再酸化処理、すなわちアニールが行われる。移動工程Ｓ４において焼成さや１０からＺｒＯ２ビーズ１２が除去されることなくアニール炉３０へ搬入されたため、アニール工程Ｓ５において、セラミック素体２はＺｒＯ２ビーズ１２と接触して囲まれた状態で熱処理が行われる。このとき、ＺｒＯ２ビーズ１２は酸素透過性を有しているため、ＺｒＯ２ビーズ１２に阻害されることなくセラミック素体２には再酸化処理のために十分な酸素が供給される。アニール工程Ｓ５では、アニール炉３０の内部空間３１にＮ２とＨ２Ｏが封入されることによって酸化性雰囲気が形成され、７００〜１２００℃で１〜３０時間熱処理が行われることによってセラミック素体２のアニールが行われる。なお、焼成炉２０とアニール炉３０は内部空間の雰囲気が異なるため、互いに別々の炉を使用する。以上によって、アニール工程Ｓ５が終了する。
【００２３】
アニール工程Ｓ５の後、ＺｒＯ２ビーズ除去工程Ｓ６が行われる。このＺｒＯ２ビーズ除去工程Ｓ６では、アニール処理が行われた後に、焼成さや１０をアニール炉３０から搬出し、燃焼さや１０からＺｒＯ２ビーズ１２が取り除かれることによってセラミック素体２の周辺からＺｒＯ２ビーズ１２が除去される。
【００２４】
ＺｒＯ２ビーズ除去工程Ｓ６の後、外部電極形成工程Ｓ７が行われる。この外部電極形成工程Ｓ７では、ＺｒＯ２ビーズ１２が除去された後のセラミック素体２の端部２ａ，２ｂに浸漬法によって導電性ペーストが塗布されて熱処理が行われた後、表面にＮｉやＳｎのメッキ層が形成されることによって外部電極３，４が形成される。以上によって、図２に示す工程が終了し、電子部品１を得ることができる。
【００２５】
次に、本発明の実施形態に係る電子部品１の製造方法の作用・効果について説明する。
【００２６】
従来の電子部品の製造方法においては、焼成工程及びアニール工程との間には、焼成炉２０から搬出しアニール炉３０へ搬入する際に素体２が一度室温にさらされる工程が発生していた。焼成時における温度は１２００℃程度と非常に高温であるため室温にさらされることによって素体に急激な熱衝撃が加わり、クラックが発生し、これによって、電子部品の信頼性が低下してしまう場合があった。また、例えば、セラミック素体２と同材料の共生地粉末をセラミック素体２と混合して焼成したとしても（例えば、特開２０００−９１１４９参照）、共生地粉末と混合したままの状態でアニールを行うと、共生地粉末自体が酸素を吸着してしまうことによってセラミック素体２の再酸化状態にばらつきが生じてしまう。従って、このような場合であっても焼成工程とアニール工程との間に共生地粉末を除去する工程が必要となってしまい、当該工程でセラミック素体２が常温にさらされて熱衝撃が加わることによってクラックが発生する場合があった。
【００２７】
本発明の実施形態に係る電子部品１の製造方法では、セラミック素体２に対する反応性を有さず、且つ、酸素透過性を有し、高い熱伝導性を有するＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とが接触するように、焼成さや１０内でＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とを混合させる混合工程Ｓ２と、焼成さや１０を焼成炉２０に搬入し、還元性雰囲気で焼成する焼成工程Ｓ３と、ＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とを混合させた状態で焼成さや１０を焼成炉２０からアニール炉３０へ移動させる移動工程Ｓ４と、アニール炉３０内で、セラミック素体２をＺｒＯ２ビーズ１２と共に酸化性雰囲気で熱処理することによってアニールするアニール工程Ｓ５とを有している。
【００２８】
高い熱伝導性を有するＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とが接触するように混合された状態で焼成工程Ｓ３が行われるため、セラミック素体２にまんべんなく熱が供給されることによって、セラミック素体２をムラなく焼成することができる。また、移動工程Ｓ４では、ＺｒＯ２ビーズ１２とセラミック素体２とを混合させた状態で焼成さや１０を焼成炉２０からアニール炉３０へ移動させるため、セラミック素体２をＺｒＯ２ビーズ１２で保温した状態で移動させることが可能となり、これによって、常温にさらされることによる熱衝撃を発生させることなく、焼成炉２０からアニール炉３０へセラミック素体２を移動させることができる。ここで、ＺｒＯ２ビーズ１２は酸素透過性を有しているため、アニール工程Ｓ５においてセラミック素体２をＺｒＯ２ビーズ１２と共に熱処理しても、ＺｒＯ２ビーズ１２が酸素を阻害することなく、アニール処理に必要な酸素を十分にセラミック素体２に供給することができ、セラミック素体２の再酸化状態にばらつきを生じさせることなく、確実にアニール処理を行うことができる。
【００２９】
以上によって、本発明の実施形態に係る電子部品１の製造方法によれば、焼成工程Ｓ３とアニール工程Ｓ５との間におけるセラミック素体２のクラックの発生を防止し、電子部品１の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係る電子部品１の製造方法によれば、セラミック素体２と混合する媒体として、セラミック素体２に対する反応性を有さず、且つ、酸素透過性を有し、高い熱伝導性を有するＺｒＯ２を用いているため、上述の効果を確実に得ることができる。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１…電子部品、２…セラミック素体、１０…焼成さや、１２…ＺｒＯ２ビーズ（媒体）、２０…焼成炉、３０…アニール炉。
【図１】
2010238872.tif 000003
【図２】
2010238872.tif 000004
【図３】
2010238872.tif 000005