(57)【要約】【課題】焼結体と接着強度の高い外部電極を有する誘電体基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】内部電極１４、１５とグリーンシート１１、１２、１３とを交互に積層して積層体１６を得る積層工程と、焼成により前記積層体中の前記内部電極の特定のものと電気的に接続される外部電極１７、１８を前記積層体１６の表面に形成する外部電極形成工程と、前記外部電極１７、１８にセラミックシート２０を密着させた状態で焼成して焼結体を得る焼成工程と、前記焼結体上の前記セラミックシート２０を除去して前記外部電極１７、１８を露出させる外部電極露出工程とを有する誘電体基板の製造方法である。【選択図】図２
2008258528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極とグリーンシートとを交互に積層して積層体を得る積層工程と、前記積層体の表面に外部電極を形成する外部電極形成工程と、前記積層体表面の前記外部電極にセラミックシートを密着させた状態で焼成して焼結体を得る焼成工程と、前記焼結体上の前記セラミックシートを除去して前記外部電極を露出させる外部電極露出工程とを有する誘電体基板の製造方法。
【請求項２】
前記セラミックシートは、前記グリーンシートと同材質である請求項１に記載の誘電体基板の製造方法。
【請求項３】
前記セラミックシートは、前記積層体の焼成温度で未焼結のものを用いる請求項１に記載の誘電体基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体基板上に圧電共振子を搭載し、例えばマイクロコンピュータのクロック発振回路の共振回路を構成するのに使用される圧電共振部品などに用いられる誘電体基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
誘電体基板上に圧電共振子を搭載した圧電共振部品は、圧電発振子、セラミックフィルタ等の圧電デバイスとして広く利用されている。
【０００３】
近年電子機器の小型化、高精度化、低価格化に伴い、電子機器に使用される圧電発振子などでは、より小型化の要求が高まっている。
【０００４】
この小型化のためには、圧電発振子の構成要素である圧電共振子と誘電体基板をより小型化する必要があるが、小型化した誘電体基板において、その中の内部電極と、誘電体基板上に設けられた外部電極との接続を確実にすることが求められる。
【０００５】
さらに、内部電極と外部電極の位置が所定の位置からずれた場合、目標とする誘電体基板の静電容量が得られなくなるため、これらの電極を高精度に形成する必要がある。
【０００６】
このような背景のもと、セラミック材料よりなる積層体内部に内部電極を形成し、さらに積層体上に外部電極を形成した後、この積層体と内部電極と外部電極とを同時に焼成して内部電極とともに外部電極を備えた焼結体を得る同時焼成という製造方法が用いられる場合がある。
【０００７】
なお、同時焼成に関連する先行技術文献情報としては、例えば特許文献１をあげることができる。
【特許文献１】特開２００６−３３２１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
比較的厚みの厚い外部電極を積層体上に形成して同時焼成した場合、金属材料よりなる外部電極と積層体を構成するセラミック材料とでは焼結開始温度や焼結速度などの焼結挙動が異なるため、外部電極を露出した状態で同時焼成すると、この焼結挙動の違いに起因するストレスによって、焼結体と外部電極との接着強度が著しく低下してしまうという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は焼結体と外部電極の接着強度が高い誘電体基板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】
【００１０】
そしてこの目的を達成するために本発明の誘電体基板の製造方法は、内部電極とグリーンシートとを交互に積層して積層体を得る積層工程と、前記積層体の表面に外部電極を形成する外部電極形成工程と、前記積層体表面の外部電極にセラミックシートを密着させた状態で焼成して焼結体を得る焼成工程と、前記焼結体上の前記セラミック層を除去して前記外部電極を露出させる外部電極露出工程とを有する誘電体基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の誘電体基板の製造方法は、内部電極とグリーンシートを積層した積層体表面に形成された外部電極を、積層体と同時焼成する際、この外部電極にセラミックシートを密着させた状態で焼成するため、外部電極と積層体との焼結挙動の違いに起因するストレスを緩和することができ、焼結体と外部電極との接着強度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の誘電体基板の製造方法における一実施の形態について図とともに説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
実施の形態１を用いて、特に請求項１〜２の発明について説明する。
【００１４】
図１は本実施の形態１における積層体の断面図であり、グリーンシート１１、１２、１３と内部電極１４、１５が交互に積層されて積層体１６を形成し、この積層体１６の表面上にＰｄを主成分とする外部電極１７、１８が形成され、さらに外部電極１７、１８に密着するセラミックシート２０が設けられている。
【００１５】
図２は図１に示した積層体の製造方法を説明するための断面図であり、この図２を用いて、本実施の形態の製造方法について説明する。
【００１６】
まず、積層体の作製に用いるグリーンシートについて説明する。
【００１７】
平均粒子径が０．０１〜３μｍ程度のＣａＴｉＯ3を主成分とする誘電体組成物のセラミック粉体を準備する。
【００１８】
このセラミック粉体とポリビニルブチラールなどの有機結合剤、フタル酸エステルなどの可塑剤、酢酸ブチルなどの有機溶剤と、必要に応じてポリカルボン酸エステルなどの分散剤等を混合し、セラミックスラリーを作製する。
【００１９】
このセラミックスラリーをドクターブレード法などの方法によりシート状に成形し、グリーンシートを得る。
【００２０】
ここで、グリーンシートの厚みとしては、比較的厚みの厚いグリーンシート１１、１３と、比較的厚みの薄いグリーンシート１２と、セラミックシート２０として用いる、さらに厚みの薄いグリーンシート２０の３種類を作製する。
【００２１】
すなわち、実施の形態１ではグリーンシート１１〜１３とセラミックシート２０とは同材質である。
【００２２】
グリーンシート１１〜１３とセラミックシート２０とを同材質とすることにより、焼成過程でセラミックシート２０からグリーンシート１１、１３中に不純物が拡散することがなく、所望の特性を有する焼結体よりなる誘電体基板を得ることができる。
【００２３】
グリーンシート１１〜１３の作製とは別に、ＰｄとＡｇの金属粒子と、エチルセルロースなどの有機結合剤と、ターピネオールなどの有機溶剤等を含む電極ペーストを作製しておく。
【００２４】
この電極ペーストは内部電極１４、１５と外部電極１７との両方を形成するのに用いるものであり、ＰｄとＡｇの比率は積層体１６の焼成温度に応じて決定される。
【００２５】
次に、比較的厚みの厚いグリーンシート１１の所定の位置に、スクリーン印刷などの方法を用いて上記の電極ペーストにより外部電極１７を形成する。
【００２６】
また、同様に比較的厚みの薄いグリーンシート１２の所定の位置に、上記の電極ペーストを用いて内部電極１４を形成しておく。
【００２７】
同様に、内部電極１５を形成したグリーンシート１３と、ポリエチレンテレフタレートなどの支持体１９に外部電極１８を印刷したものを用意しておく。
【００２８】
そして図２に示すように、片面の所定の位置に外部電極１７を形成したグリーンシート１１の外部電極１７が形成された面と反対側の面に、片面に内部電極１４が形成されたグリーンシート１２を重ねる。
【００２９】
次にこのグリーンシート１２の内部電極１４が形成された面と反対側の面に、内部電極１５が形成されたグリーンシート１３を重ねる。
【００３０】
さらにグリーンシート１３の内部電極１５が形成された面と反対側の面に支持体１９上に形成された外部電極１８を転写し、支持体１９を剥離した後プレス加圧して積層体１６を得る。
【００３１】
このようにして作製された積層体１６は、図１に示すように、上下面の所定の位置に外部電極１７、１８を有している。
【００３２】
これらの外部電極１７、１８は、積層体１６表面に形成されるが、外部電極１７、１８の厚み方向の一部または全部が積層体１６中に埋め込まれていてもよい。
【００３３】
また、この積層体１６において、内部電極１４、１５の端部は積層体１６の側面に露出している。
【００３４】
次にこの積層体１６上の外部電極１７に密着するように、セラミックシート２０を重ねて加圧する。
【００３５】
この時の加圧力は、積層体１６を得る時の加圧力よりも低くすることが好ましく、例えば積層体１６を加圧する時の圧力は１００ｋｇ／ｃｍ2とし、セラミックシート２０を重ねて加圧する時の加圧力は３０〜５０ｋｇ／ｃｍ2程度とすることが好ましい。
【００３６】
これは、セラミックシート２０を重ねて加圧する時の加圧力を低くしておくことにより、焼結後にこのセラミックシート２０を除去しやすくできるためである。
【００３７】
このようにしてセラミックシート２０が外部電極１７、１８に密着した積層体１６を電気炉で１１５０〜１３００℃の温度で焼成して焼結体を得る。
【００３８】
この焼結体を直径１ｍｍ〜５ｍｍ程度のジルコニアボールと水と共にボールミルに入れ、ボールミルを回転させてセラミックシート２０を除去し、外部電極１７、１８を露出させる。
【００３９】
そして露出した外部電極１７、１８と、内部電極１４、１５が焼結体の側面に露出した個所で側面電極（図示せず）により電気的に接続して誘電体基板を得る。
【００４０】
ここで、セラミックシート２０の除去のためには、セラミックシート２０の最初の厚みは１μｍ〜１００μｍ程度と薄いほうが好ましい。
【００４１】
また、セラミックシート２０を作製する際に、グリーンシート作製に用いるセラミックスラリーよりも有機結合剤や可塑剤の量が少ないセラミックスラリーを用いることにより、グリーンシートとの接着性が低下して、より除去しやすくすることもできる。
【００４２】
このようにして作製した焼結体の外部電極１８の接着強度の評価として、引張強度を測定した。
【００４３】
引張強度の測定条件としては、１．３ｍｍ×０．４ｍｍの矩形状にした外部電極１８に、直径が０．２ｍｍの銅製リード線を垂直にはんだ付けし、プッシュプルゲージを用いてこのリード線を引っ張り、リード線とともに外部電極１８が焼結体から剥離した時の荷重（単位はＫｇｆ）を外部電極１８の面積（単位はｃｍ2）で除した値を引張強度とした。
【００４４】
また、比較例としてセラミックシート２０を用いないで実施の形態１と同様の積層体を作製し、実施の形態１と同様に焼成した焼結体の外部電極１８の接着強度を上記と同様に測定した。
【００４５】
その結果を（表１）に示す。
【００４６】
【表１】
2008258528.tif 000003
【００４７】
（表１）の結果から明らかなように、外部電極１８にセラミックシート２０を密着させて焼成した場合の引張強度は２０個の平均値で１５９．７ｋｇ／ｃｍ2であり、比較例のセラミックシートを密着させなかった時の外部電極の強度３９．３ｋｇ／ｃｍ2に対して高い強度を達成することができた。
【００４８】
さらに、比較例の試料では引張強度が４ｋｇ／ｃｍ2と非常に低く、殆ど剥離寸前のものがあったのに対して、実施の形態１では最も低いものでも１００ｋｇ／ｃｍ2以上の引張強度が得られており、外部電極１８の強度として十分な強度を達成することができている。
【００４９】
なお、本実施の形態１ではセラミックシート２０はグリーンシート１１、１３を作製するのに用いたスラリーと同じスラリーから作製したが、全く同じスラリーを用いる必要はなく、同材質の範囲として少なくとも主成分（ここではＣａＴｉＯ3）が同じものであれば、セラミックシート２０からグリーンシート１１、１３中への不純物の拡散の影響を抑制して所望の特性を得ることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、特に請求項３に記載の発明について図２とともに説明する。
【００５１】
本実施の形態２が実施の形態１と異なる点は、セラミックシート２０として積層体１６の焼成温度で焼結しないものを用いる点である。
【００５２】
以下、実施の形態２の製造方法について説明する。
【００５３】
まず、実施の形態１と同様に、積層体１６を作製する。
【００５４】
これとは別途、平均粒径が０．５〜３μｍ程度の酸化アルミニウム粉末を用いて実施の形態１のグリーンシートと同様にセラミックシート２０を作製する。
【００５５】
そして実施の形態１と同様にセラミックシート２０を積層体１６の外部電極１７、１８に密着させた後、１１５０℃〜１３００℃で焼成する。
【００５６】
酸化アルミニウムの焼結温度は、上記平均粒子径によるが１５００℃以上であり、上記の焼成工程ではこの酸化アルミニウムよりなるセラミックシート２０は焼結しない。
【００５７】
積層体１６の焼成後、この酸化アルミニウムよりなるセラミックシート２０を実施の形態１と同様に回転するボールミル中で除去し、外部電極１７、１８を露出させた。
【００５８】
この実施の形態２の焼結体の外部電極１７、１８についても、実施の形態１と同様に引張強度を測定し、その結果を（表１）にあわせて示した。
【００５９】
（表１）の結果から明らかなように、外部電極１７、１８に酸化アルミニウムよりなるセラミックシート２０を密着させて焼成したときの引張強度は１４５．０ｋｇ／ｃｍ2と高い強度が得られた。
【００６０】
また、この実施の形態２では積層体１６の焼成温度で焼結しないセラミックシートを用いているため、焼成後のセラミックシート２０の除去を極めて容易に行うことができ、工程時間を短縮することができる。
【００６１】
さらに、実施の形態２では積層体１６の焼成温度で焼結しないセラミックシートとして酸化アルミニウムよりなるセラミックシートを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば酸化ジルコニウムよりなるセラミックシートなどを用いても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の誘電体基板の製造方法は、内部電極とグリーンシートを積層した積層体表面に形成された外部電極を、積層体と同時焼成する際、この外部電極にセラミックシートを密着させた状態で焼成するため、外部電極と積層体との焼結挙動の違いに起因するストレスを緩和することができ、焼結体と外部電極との接着強度を向上することができる。
【００６３】
その結果焼成後の外部電極の接着強度を高くすることができ、小型の圧電共振子に用いられる誘電体基板等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施の形態１および２における積層体の断面図
【図２】同積層体の製造方法を説明するための断面図
【符号の説明】
【００６５】
１１、１２、１３  グリーンシート
１４、１５  内部電極
１６  積層体
１７、１８  外部電極
１９  支持体
２０  セラミックシート
【図１】
2008258528.tif 000004
【図２】
2008258528.tif 000005