(57)【要約】【課題】積層工程で要求される位置合わせ精度が緩く、かつ、エッチング処理などの特殊な工程を必要としない積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供する。【解決手段】チップ状積層体２０の内部には内部電極４ａ，４ｂが交互にセラミック層を間にして積層されている。チップ状積層体２０の両端部にはそれぞれ外部電極１６ａ，１６ｂ形成されている。内部電極４ａと外部電極１６ａはＡｇ粒子を含み、内部電極４ｂと外部電極１６ｂはＣｕ粒子を含む。そして、Ａｇ粒子を含む内部電極４ａと外部電極１６ａ同士が電気的に接続し、Ｃｕ粒子を含む内部電極４ｂと外部電極１６ｂ同士が電気的に接続している。一方、内部電極４ｂと外部電極１６ａおよび内部電極４ａと外部電極１６ｂの異種金属（Ａｇ−Ｃｕ）同士は離隔して電気的に接続していない。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属粒子を含む第１の内部電極が形成された第１の絶縁層と、第２の金属粒子を含む第２の内部電極が形成された第２の絶縁層とを交互に積層して構成した積層体と、
前記積層体の両端部にそれぞれ設けた前記第１の金属粒子を含む第１の外部電極および前記第２の金属粒子を含む第２の外部電極と、を備え、
前記第１の内部電極と前記第１の外部電極が電気的に接続し、前記第２の内部電極と前記第２の外部電極が電気的に接続していること、
を特徴とする、積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
第１の金属粒子を含む第１の内部電極を第１の絶縁層の表面に形成する工程と、
第２の金属粒子を含む第２の内部電極を第２の絶縁層の表面に形成する工程と、
前記第１の絶縁層と前記第２の絶縁層とを交互に積層して積層体を形成する工程と、
前記積層体を所定の寸法にカットしてチップ状積層体を形成する工程と、
前記第１の金属粒子を含む第１の外部電極ペーストを前記チップ状積層体の一方の端部に付与する工程と、
前記第２の金属粒子を含む第２の外部電極ペーストを前記チップ状積層体の他方の端部に付与する工程と、
前記第１の外部電極ペーストおよび前記第２の外部電極ペーストを焼き付ける工程と、
を備えたことを特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記第１の金属粒子がＡｇであり、前記第２の金属粒子がＣｕであることを特徴とする、請求項２に記載の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】
この発明は、積層セラミックコンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、通常の積層セラミックコンデンサは以下の方法によって製作されている。先ず、セラミックグリーンシートの表面に所定サイズの長方形の内部電極パターンを縦横に配列して印刷した後、該セラミックグリーンシートを複数枚積み重ねて積層体とする。次に、積層体を所定サイズにカットしてチップ状積層体を形成する。このチップ状積層体は、一方の端部に内部電極が導出された層と他方の端部に内部電極が導出された層とが交互に積層されている。次に、チップ状積層体の両端部にそれぞれ外部電極を形成し、内部電極と外部電極を電気的に接続して完成品としている。
【０００３】
また、特許文献１に記載されている積層セラミックコンデンサの製造方法は、第１の金属材料からなる第１の内部電極と第２の金属材料からなる第２の内部電極とを、絶縁層を間にして交互に積層して積層体を形成する。ここに、第１の金属材料と第２の金属材料とは、異なるエッチング耐性を有している。次に、第１の内部電極を、第１の金属材料をエッチング処理可能な液を用いてエッチング処理し、前記積層体の第１の端面から後退させる。同様にして、第２の内部電極を、第２の金属材料をエッチング処理可能な液を用いてエッチング処理し、前記積層体の第１の端面に対向する第２の端面から後退させる。次に、積層体の第１および第２の端面にそれぞれ第１および第２の外部電極を形成し、第１の内部電極を第２の外部電極に電気的に接続するとともに、第２の内部電極を第１の外部電極に電気的に接続して完成品としている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５４５９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、従来の通常の積層セラミックコンデンサの製造方法では、縦横に配列された長方形の各内部電極パターンが所定の層間ずれ量に収まるようにするため、セラミックグリーンシートを積み重ねる際の位置合わせに時間がかかるとともに、セラミックグリーンシートの積重ね装置も複雑なものであった。特に、近年の薄層大容量の積層セラミックコンデンサでは、積層枚数が多くて積層時間を短縮できず、さらに、積重ね装置が高価格となるため、製造コストを低減することができなかった。
【０００６】
また、特許文献１に記載されている製造方法では、内部電極層に全面形成された内部電極を絶縁層を間にして交互に積層するため、積層の際の位置合わせに時間がかからないという利点はあるが、エッチング処理を必要とするため、エッチング装置、エッチング液の管理および廃液処理のために製造コストがアップするという不具合があった。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、積層工程で要求される位置合わせ精度が緩く、かつ、エッチング処理などの特殊な工程を必要としない積層セラミックコンデンサおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、第１の金属粒子を含む第１の内部電極が形成された第１の絶縁層と、第２の金属粒子を含む第２の内部電極が形成された第２の絶縁層とを交互に積層して構成した積層体と、積層体の両端部にそれぞれ設けた第１の金属粒子を含む第１の外部電極および第２の金属粒子を含む第２の外部電極と、を備え、第１の内部電極と第１の外部電極が電気的に接続し、第２の内部電極と第２の外部電極が電気的に接続していること、を特徴とする、積層セラミックコンデンサである。
【０００９】
この発明では、異種金属同士が親和性が低く、両者の電気的導通が困難であるという性質を利用している。すなわち、互いに異なる金属粒子を含む第１および第２の内部電極をそれぞれ形成した第１の絶縁層と第２の絶縁層とを交互に積層して積層体とし、積層体の両端部にそれぞれ第１の金属粒子を含む第１の外部電極および第２の金属粒子を含む第２の外部電極を形成している。従って、積層体を焼成することにより、内部電極と外部電極が同種金属同士である接合界面では、合金化して電気的接続が得られる。一方、内部電極と外部電極が異種金属同士である接合界面では合金化できず、両者は離隔して電気的接続が得られない。この結果、第１の内部電極と第１の外部電極が電気的に接続し、第２の内部電極と第２の外部電極が電気的に接続する。
【００１０】
また、この発明は、第１の金属粒子を含む第１の内部電極を第１の絶縁層の表面に形成する工程と、第２の金属粒子を含む第２の内部電極を第２の絶縁層の表面に形成する工程と、第１の絶縁層と第２の絶縁層とを交互に積層して積層体を形成する工程と、積層体を所定の寸法にカットしてチップ状積層体を形成する工程と、第１の金属粒子を含む第１の外部電極ペーストをチップ状積層体の一方の端部に付与する工程と、第２の金属粒子を含む第２の外部電極ペーストをチップ状積層体の他方の端部に付与する工程と、第１の外部電極ペーストおよび第２の外部電極ペーストを焼き付ける工程と、を備えたことを特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法である。
【００１１】
この発明では、積層工程で要求される位置合わせ精度が緩く、かつ、エッチング処理などの特殊な工程を必要としない、量産に適した積層セラミックコンデンサの製造方法が得られる。
【００１２】
そして、第１の金属粒子をＡｇとし、第２の金属粒子をＣｕとすることにより、ＡｇやＣｕは導電性等が良好であるため、電気特性に優れた積層セラミックコンデンサとなる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、積層工程で要求される位置合わせ精度が緩く、かつ、エッチング処理などの特殊な工程を必要としないので、積層時間を短縮でき、さらに、設備装置の低価格化を達成できる。この結果、積層セラミックコンデンサの製造コストを低減できる。
【００１４】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は積層セラミックコンデンサの製造方法を示すフローチャートであり、図２〜図７は積層セラミックコンデンサを製造するための各工程を順次示した図である。以下、この発明に係る積層セラミックコンデンサをその製造方法とともに説明する。
【００１６】
先ず、工程Ｓ１で、キャリアフィルム上に図２に示すようなセラミックグリーンシート２ａ，２ｂを形成する。ただし、図２にはセラミックグリーンシート２ａのみを記載している。キャリアフィルムにはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂などが用いられる。セラミックグリーンシート２ａ，２ｂの厚みは、例えば０．３μｍ以上に設定される。
【００１７】
次に、工程Ｓ２で、セラミックグリーンシート２ａの表面全面に、印刷法によりＡｇ粒子を含む内部電極４ａを形成する。内部電極４ａの形成には、Ａｇ粉を主成分とし、樹脂材料や溶剤などと混合して周知の方法でペースト状にしたものを用いる。内部電極４ａはセラミックグリーンシート２ａの全面に形成されるため、印刷時のにじみを心配する必要がなく、内部電極４ａのサイズのばらつきもなくなる。
【００１８】
同様にして、セラミックグリーンシート２ｂの表面全面に、Ｃｕ粒子を含む内部電極４ｂを形成する。なお、ＣｕペーストとＡｇペーストは、共材添加量や金属粒子径・形状・表面のコーティングなどを最適化し、後工程の焼成時の熱収縮率がほぼ等しくなるようにしている。さらに、層間デラミネーションを抑えるため、ＣｕペーストとＡｇペーストに使用する樹脂材料や溶剤などは同種類のものが好ましい。
【００１９】
次に、工程Ｓ３で、セラミックグリーンシート２ａ，２ｂをそれぞれキャリアフィルムから剥離した後、図３に示すようにセラミックグリーンシート２ａ，２ｂを交互に積層する。内部電極４ａ，４ｂがセラミックグリーンシート２ａ，２ｂの全面に形成されているため、セラミックグリーンシート２ａ，２ｂをキャリアフィルムから容易に剥離できる。積層時に求められるシート２ａ，２ｂの位置決め精度は緩くてもよく、±５００μｍの誤差範囲内であれば十分である。また、セラミックグリーンシート２ａ，２ｂを積み重ねる際に、積層ずれを問題としなくてもよいため、積層時の仮圧着を必ずしも行う必要がなく、積層時の仮圧着を行わないときには簡素な積重ね装置ですむ。
【００２０】
さらに、内部電極４ａ，４ｂを形成したセラミックグリーンシート２ａ，２ｂの上下に、複数枚の保護用セラミックグリーンシート８を積層して圧着（本圧着）して積層体１０とする。このとき、内部電極４ａ，４ｂがセラミックグリーンシート２ａ，２ｂの全面に形成されているため、圧着時の圧力が内部電極４ａ，４ｂ全面に均等に加わり、内部電極４ａ，４ｂの歪みが発生しにくい。そして、長方形の内部電極パターンを縦横に配列して作成する従来の積層セラミックコンデンサの製造方法において、積層セラミックコンデンサの薄層化に伴って発生していた段差問題（積層セラミックコンデンサ表面において内部電極４ａ，４ｂが重なった部分と重なっていない部分との間で段差が生じる問題）も解消される。さらに、内部電極４ａ，４ｂの流動も生じ難いため、後述のチップ状積層体２０の高さ寸法を均一化できる。
【００２１】
次に、工程Ｓ４で、積層体１０を図２に一点鎖線で表示したカット線Ｐに沿って所定サイズ毎に切り出す。これにより、図４に示すチップ状積層体２０を作成する。このとき、チップ状積層体２０の長さ方向の寸法は、焼成時の収縮量を考慮して製品寸法より若干大きく設定されている。また、チップ状積層体２０の幅方向の寸法は、焼成時の収縮量と次工程Ｓ５での保護材１２（図５参照）の厚みを考慮して設定されている。内部電極４ａ，４ｂがセラミックグリーンシート２ａ，２ｂの全面に形成されているため、カット位置検出と位置決めが不要となり、定ピッチでのカットができる。従って、カット機の低価格化とカットスピードの向上が可能となる。チップ状積層体２０の四つの側面をなすカット面には、内部電極４ａ，４ｂが露出している。
【００２２】
次に、工程Ｓ５で、図５に示すようにチップ状積層体２０の幅方向の対向する側面にそれぞれ保護材１２を形成する。保護材１２はセラミックスラリをチップ状積層体２０の側面に塗布することによって形成される。セラミックスラリはセラミックグリーンシート２ａ，２ｂと同様のセラミック材料からなることが好ましい。焼成時に同一条件で両者を焼成することができるとともに、セラミックグリーンシート２ａ，２ｂとセラミックスラリとの界面で異常反応を起こさせないためである。保護材１２の厚みは５０〜１００μｍ程度とする。
【００２３】
次に、工程Ｓ６で、チップ状積層体２０を焼成する。異種金属からなる内部電極４ａ，４ｂが等しく焼成できるように、雰囲気や昇温条件を設定する。
【００２４】
次に、工程Ｓ７で、図６に示すようにチップ状積層体２０の長さ方向の対向する側面にそれぞれ、Ａｇ粒子を含む外部電極１６ａおよびＣｕ粒子を含む外部電極１６ｂを形成する。外部電極１６ａ、１６ｂは、内部電極４ａ，４ｂの形成に用いたＡｇ粉やＣｕ粉を主成分とし、樹脂材料や溶剤などと混合して周知の方法でペースト状にしたものを塗布することによって形成する。
【００２５】
次に、工程Ｓ８で、外部電極１６ａ，１６ｂの焼付けを行う。このとき、図７に示すように内部電極４ａと外部電極１６ａの接合界面は同種金属（Ａｇ）同士であり、内部電極４ｂと外部電極１６ｂの接合界面も同種金属（Ｃｕ）同士である。従って、この同種金属同士である接合界面では合金化が起こり、電気的接続が得られる。
【００２６】
一方、内部電極４ｂと外部電極１６ａの接合界面および内部電極４ａと外部電極１６ｂの接合界面は異種金属（Ａｇ−Ｃｕ）同士である。異種金属であるＡｇとＣｕはほとんど固溶しない金属であるため、この異種金属同士である接合界面では合金化が起きず、接合界面の外部電極１６ａ，１６ｂに含まれているＡｇ，Ｃｕ金属粒子がそれぞれの外部電極１６ａ，１６ｂ側に移動しながら焼結する。これにより、異種金属同士である接合界面では、Ａｇ，Ｃｕ金属粒子の移動による隙間が生じる。この隙間は外部電極１６ａ，１６ｂ中のガラスフリットが流入して埋められる。従って、異種金属同士である接合界面では両者は離隔して電気的接続が得られない。
【００２７】
次に、工程Ｓ９で、外部電極１６ａ，１６ｂの表面に、電解めっきや無電解めっきによりめっきを行う。
【００２８】
こうして、得られた積層セラミックコンデンサは、Ａｇ粒子を含む内部電極４ａと外部電極１６ａ同士が電気的に接続し、Ｃｕ粒子を含む内部電極４ｂと外部電極１６ｂ同士が電気的に接続している。一方、内部電極４ｂと外部電極１６ａおよび内部電極４ａと外部電極１６ｂの異種金属（Ａｇ−Ｃｕ）同士は離隔して電気的に接続していない。そして、外部電極１６ａ，１６ｂの焼付け工程Ｓ８で、外部電極１６ａ，１６ｂと内部電極４ａ，４ｂとの間の電気的な接続および非接続を制御できるので、エッチング処理などの煩雑な作業が不要となる。さらに、外部電極１６ａ，１６ｂと内部電極４ａ，４ｂとの間隔を最小化できるため、同一体積の積層セラミックコンデンサであっても、静電容量の大きいものが得られる。また、内部電極４ａ，４ｂをセラミックグリーンシート２ａ、２ｂの表面全面に形成しているので、積層時に求められるシート２ａ，２ｂの位置決め精度は緩くてもよい。
【００２９】
以上のように、積層工程Ｓ３で要求される位置合わせ精度が緩く、かつ、エッチング処理などの特殊な工程を必要としないので、積層時間を短縮でき、さらに、設備装置の簡易化、小型化、低価格化を達成できる。この結果、積層セラミックコンデンサの製造コストを低減できる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、図１で示したフローチャートにおいて、工程Ｓ５の保護材１２の形成後、工程Ｓ１０で、チップ状積層体２０の長さ方向の対向する側面にそれぞれ、Ａｇ粒子を含む外部電極１６ａおよびＣｕ粒子を含む外部電極１６ｂを形成する（図６参照）。外部電極１６ａ、１６ｂは、内部電極４ａ，４ｂの形成に用いたＡｇ粉やＣｕ粉を主成分とし、樹脂材料や溶剤などと混合して周知の方法でペースト状にしたものを塗布することによって形成する。
【００３１】
次に、工程Ｓ１１で、チップ状積層体２０を焼成する。焼成条件は、異種金属からなる内部電極４ａ，４ｂおよび外部電極１６ａ，１６ｂが等しく焼成できるように、雰囲気や昇温条件を設定する。このとき、図７に示すように内部電極４ａと外部電極１６ａの接合界面は同種金属（Ａｇ）同士であり、内部電極４ｂと外部電極１６ｂの接合界面も同種金属（Ｃｕ）同士である。従って、この同種金属同士である接合界面では互いに固溶して合金化が起こり、電気的接続が得られる。
【００３２】
一方、内部電極４ｂと外部電極１６ａの接合界面および内部電極４ａと外部電極１６ｂの接合界面は異種金属（Ａｇ−Ｃｕ）同士である。異種金属であるＡｇとＣｕはほとんど固溶しない金属であるため、この異種金属同士である接合界面では合金化が起きず、接合界面の内部電極４ａ，４ｂおよび外部電極１６ａ，１６ｂに含まれているＡｇ，Ｃｕ金属粒子がそれぞれの母材側（内部電極４ａ，４ｂおよび外部電極１６ａ，１６ｂ側）に移動しながら焼結する。これにより、異種金属同士である接合界面では、Ａｇ，Ｃｕ金属粒子の移動による隙間が生じる。この隙間はセラミックグリーンシート２ａ，２ｂ中のセラミックが流入して埋められる。従って、異種金属同士である接合界面では両者は離隔して電気的接続が得られない。
【００３３】
次に、工程Ｓ９で、外部電極１６ａ，１６ｂの表面に、電解めっきや無電解めっきによりめっきを行って、積層セラミックコンデンサを得る。
【００３４】
こうして、得られた積層セラミックコンデンサは、焼成工程Ｓ１１で、外部電極１６ａ，１６ｂと内部電極４ａ，４ｂとの間の電気的な接続および非接続を制御できるので、エッチング処理などの煩雑な作業が不要となる。さらに、外部電極１６ａ，１６ｂの形成工程Ｓ１０の後に、内部電極４ａ，４ｂと外部電極１６ａ，１６ｂを同時に焼成するので、異種金属同士である接合界面に発生する隙間をセラミックで埋めることができ、前記第１の実施形態のようにガラスフリットで埋める場合と比較して、デラミネーションなどが発生し難い。
【００３５】
（他の実施形態）
なお、この発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。例えば、金属粒子の組み合わせとして、前記実施形態ではＡｇ粒子とＣｕ粒子の組み合わせを例にして説明したが、必ずしもこの組み合わせに限るものではなく、電気的な接続および非接続が得られる他の異種金属の組み合わせであってもよい。
【００３６】
また、積層体１０からチップ状積層体２０を切り出したときに、チップ状積層体２０の内部電極４ａ，４ｂの幅がチップ状積層体２０の幅より小さくなるように、複数本のストライプ状の内部電極４ａ，４ｂパターンをセラミックグリーンシート２ａ、２ｂの表面に形成することにより、チップ状積層体２０の側面に保護材１２を形成する工程を省略してもよい。また、複数のコンデンサ素子を内蔵したアレイタイプの積層セラミックコンデンサであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の積層セラミックコンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図２】積層セラミックコンデンサに用いられるセラミックグリーンシートと内部電極とを示す平面図である。
【図３】セラミックグリーンシートの積層を説明するための斜視図である。
【図４】チップ状積層体を示す斜視図である。
【図５】保護材を形成されたチップ状積層体を示す斜視図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩにおける断面を示す模式図である。
【図７】図６に続く製造工程を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
２ａ，２ｂ  セラミックグリーンシート
４ａ，４ｂ  内部電極
１６ａ，１６ｂ  外部電極
２０  チップ状積層体
【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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【図６】
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【図７】
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