(57)【要約】【課題】誘電体層を薄層化、高積層化した場合でも、誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られる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。【解決手段】誘電体粉末を含むセラミック生シートと、内部電極となる導電性金属粉末と誘電体粉末とを含む導電性ペースト膜とを、交互に積層して積層体を形成する工程を備え、前記導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量を、前記セラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量に応じて一定比率の範囲とした積層セラミックコンデンサの製造方法であり、誘電体層を薄層化、高積層化した場合でも、焼成後の誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体粉末を含むセラミック生シートと、内部電極となる導電性金属粉末と誘電体粉末とを含む導電性ペースト膜とを交互に積層して積層体を形成する工程を備え、前記導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量を、前記セラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量に応じて一定比率の範囲とした積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項２】
導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量は、セラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量に対して、０．０３から０．１６の比率とした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、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】
積層セラミックコンデンサは、誘電体層となる誘電体粉末を含むセラミック生シートと内部電極となる導電性金属粉末を含む導電性ペースト膜とを、交互に複数層積層して積層体を形成し、これを焼成し焼結体とした後、この焼結体に外部電極を形成して作製する。
【０００３】
また、焼結体の誘電体層と内部電極との層間剥離、すなわちデラミネーションの発生を防止するために、内部電極となる導電性ペーストとしては、導電性金属粉末のほかに、導電性金属粉末に対して一定量の比率で誘電体粉末を添加したものを用いることが知られている。なお、この出願の発明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が知られている。
【特許文献１】特開平７−２０１２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特に近年は、積層セラミックコンデンサにおいては小型大容量化が強く要望され、積層セラミックコンデンサの大容量化を図るため、誘電体層および内部電極層のさらなる薄層化、高積層化が求められている。誘電体層の薄層化および高積層化の進行に伴い、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサを得るためには、焼成後の誘電体層の厚みをより精度良く制御する必要がある。
【０００５】
しかしながら、上記のように、導電性金属粉末に対して一定量の比率で誘電体粉末を添加した導電性ペーストを用いた場合には、導電性ペースト中の誘電体粉末は、焼成後の焼結体の段階では誘電体層に取り込まれ、誘電体層として構成され最終的な誘電体層の厚みを増加させ変動させてしまう。
【０００６】
そして、このような、導電性ペースト中の誘電体粉末による誘電体層の厚みの変動は、焼成後の誘電体層の厚みが内部電極層の厚みに対して大幅に大きい場合は、誘電体層厚みの変動比率が比較的小さく、積層セラミックコンデンサの静電容量に与える影響は小さかった。しかし、誘電体層が薄層化し、焼成後の誘電体層の厚みが内部電極層の厚みに近づくにしたがって、導電性ペースト中の誘電体粉末による誘電体層の厚みが大きく変動し、積層セラミックコンデンサの静電容量が大きく変化し、所望の静電容量が得にくいという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、誘電体層を薄層化、高積層化した場合でも、誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られる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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、誘電体粉末を含むセラミック生シートと、内部電極となる導電性金属粉末と誘電体粉末とを含む導電性ペースト膜とを、交互に積層して積層体を形成する工程を備え、前記導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量を、前記セラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量に応じて一定比率の範囲とした積層セラミックコンデンサの製造方法であり、これにより、誘電体層を薄層化、高積層化した場合でも、焼成後の誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られる。
【０００９】
また、本発明は、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量をセラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量に対して、０．０３から０．１６の比率とした積層セラミックコンデンサの製造方法であり、これにより、焼成後の誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られるとともに、温度特性等の誘電体層の材料特性を損なうことがなく、また、デラミネーション等の構造欠陥の発生がなく、優れた品質の積層セラミックコンデンサを歩留まり良く製造することができる。
【発明の効果】
【００１０】
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、焼成後の誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られるとともに、温度特性等の誘電体層の材料特性を損なうことがなく、また、デラミネーション等の構造欠陥の発生がなく、優れた品質の積層セラミックコンデンサを歩留まり良く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】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態）
本発明の一実施の形態における積層セラミックコンデンサの製造方法について、以下に説明する。
【００１３】
まず、平均粒子径約０．２μｍのチタン酸バリウムを主成分とし、これに希土類元素の酸化物やＳｉＯ2、ＭｇＯ、ＭｎＯ2などの添加物を約２ｗｔ％加えたセラミック原料粉末を混合し、仮焼し、粉砕して平均粒子径約０．２μｍの誘電体粉末を作製した。
【００１４】
この誘電体粉末と、ポリビニルブチラール樹脂やアクリル樹脂などのバインダー、フタル酸エステルなどの可塑剤、酢酸ブチルなどの溶剤とを混合してセラミックスラリーとした。このセラミックスラリーをドクターブレードなどの方法を用いて、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと称する）のフィルム上に塗布、乾燥してセラミック生シートを作製して準備した。この時、その乾燥後の厚みを約１．６〜約１．９μｍとした３種のセラミック生シートを準備した。
【００１５】
そして、これら厚みの異なる３種のセラミック生シートについて、そのセラミック生シート中に含まれる単位面積当たりの誘電体粉末の重量を測定した。誘電体粉末の重量は、蛍光Ｘ線測定法により、主成分のチタン酸バリウムの重量を代表的に測定した後、上記添加物の配合比率から換算することによって算出して求めた。上記３種のセラミック生シート中に含まれる単位面積当たりの誘電体粉末の重量は、（表１）に示すように、それぞれ０．５６３ｍｇ／ｃｍ2、０．６１７ｍｇ／ｃｍ2、および０．６６１ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００１６】
また一方で、ＰＥＴフィルム上に内部電極となる導電性ペースト膜を形成して準備した。内部電極となる導電性ペースト膜は、以下のようにして、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量が異なる７種を準備した。
【００１７】
まず、内部電極となる導電性金属粉末として金属ニッケル粉末を用い、これを主成分とし、これに誘電体粉末として平均粒子径約０．０５μｍのチタン酸バリウムを下記の所定量を添加し、または添加しないで、ポリビニルブチラール樹脂やアクリル樹脂などのバインダー、フタル酸エステルなどの可塑剤、酢酸ブチルなどの溶剤とを混合してニッケルペーストを作製して準備した。この時、金属ニッケル粉末の重量に対するチタン酸バリウムの添加量を、０ｗｔ％（チタン酸バリウムを添加せず）から３０ｗｔ％の範囲で変えた７種のニッケルペーストを作製して準備した。
【００１８】
これら７種のニッケルペーストを用い、それぞれについて、スクリーン印刷法により、ＰＥＴフィルム上に内部電極となるパターン状に塗布、乾燥して、７種の導電性ペースト膜を約１μｍの厚みで形成し準備した。なお、内部電極となる導電性ペースト膜のパターンは、その寸法、形状および位置を、後の工程で切断、分離した時、個片の積層セラミックコンデンサが得られるように設定した。
【００１９】
そして、これら７種の導電性ペースト膜について、その導電性ペースト膜中に含まれる単位面積当たりの誘電体粉末の重量を測定した。誘電体粉末の重量は、蛍光Ｘ線測定法により、誘電体粉末であるチタン酸バリウムの重量を測定して求めた。上記７種の導電性ペースト膜中に含まれる単位面積当たりの誘電体粉末の重量は、（表１）に示すように、０ｍｇ／ｃｍ2から０．１２ｍｇ／ｃｍ2の範囲であった。
【００２０】
上記で準備した３種のセラミック生シートと７種の導電性ペースト膜とを、それぞれ組み合わせて、（表１）に示すように、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．２１の２１種の積層体を作製し、これらを焼成し外部電極を形成して、２１種の積層セラミックコンデンサを作製し評価した。なお、（表１）には、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．２１の２１種の積層体それぞれについての、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ｂ）の、セラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ａ）に対する比率（ｂ／ａ）をあわせて示した。
【００２１】
【表１】
2008078371.tif 000002
【００２２】
積層体および積層セラミックコンデンサは、以下のようにして作製した。セラミック生シートと導電性ペースト膜とを交互に転写、積層して、導電性ペースト膜の層数が１００層の積層体を作製した。
【００２３】
その後、焼成後に１．６ｍｍ×０．８ｍｍの寸法となるように所定の寸法で切断し、焼成して個片の焼結体を得た。この焼結体の内部電極が露出した両端面に外部電極を形成して、積層セラミックコンデンサを得た。
【００２４】
上記で得られた積層体作製条件の異なる試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．２１の２１種の積層セラミックコンデンサについて、焼結体の断面を光学顕微鏡によりデラミネーション等の構造欠陥の有無を観察し、構造欠陥発生率を評価した。また、焼結体の断面をＳＥＭ画像より観察し、誘電体層の厚みを測定した。誘電体層の厚みは、各１０個の焼結体の断面の中央部分についてＳＥＭ写真を撮り、１層あたりの誘電体層の厚みを測定し、その平均値、およびその最大値と最小値の差をバラツキとして評価した。
【００２５】
また、試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．２１の２１種の積層セラミックコンデンサについて、静電容量および静電容量の温度特性を測定評価した。静電容量については、２０℃の恒温槽中で測定周波数１ｋＨｚ、測定電圧１．０Ｖｒｍｓで測定を行い、ショート不良を除いた試料１００個の平均値、および最大値と最小値との差をバラツキとして評価した。温度特性は、８５℃における静電容量の測定値の２０℃における静電容量の測定値に対する変化率を求め、温度特性として算出した。
【００２６】
試料Ｎｏ．１から試料Ｎｏ．２１の２１種の積層セラミックコンデンサについて、構造欠陥の発生率、静電容量の平均値およびバラツキ、温度特性の評価結果を、誘電体層の厚みの平均値およびバラツキの測定結果とともに（表２）に示す。
【００２７】
【表２】
2008078371.tif 000003
【００２８】
（表２）に示したように、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ｂ）のセラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ａ）に対する比率（ｂ／ａ）を、０．０３から０．１６の範囲とした試料Ｎｏ．３、４、５、６、１０、１１、１２、１３、１７、１８、１９および２０の積層セラミックコンデンサは、いずれも構造欠陥の発生がなく、誘電体層の厚みのバラツキが小さいので静電容量のバラツキが小さく所望の静電容量が歩留まりよく得られた。また、静電容量の温度特性もＪＩＳ規格のＢ特性を満足し良好な結果であった。
【００２９】
一方、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ｂ）のセラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ａ）に対する比率（ｂ／ａ）が、０．０３未満である試料Ｎｏ．１、２、８、９、１５および１６の積層セラミックコンデンサは、いずれも高い比率で構造欠陥を生じており、良好な結果が得られなかった。また、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ｂ）のセラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量（ａ）に対する比率（ｂ／ａ）が、０．１６を越えた試料Ｎｏ．７、１４および２１の積層セラミックコンデンサは、いずれも誘電体層の厚みのバラツキが大きいので静電容量のバラツキが大きく静電容量の歩留まりが悪く、また、静電容量の温度特性も悪化しＢ特性を満足しない結果であった。
【００３０】
以上説明したように、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量を、セラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量に応じて一定比率の範囲とすることにより、誘電体層を薄層化、高積層化した場合でも、焼成後の誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られる。また、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量をセラミック生シートに含まれる誘電体粉末の単位面積当たりの重量に対して、０．０３から０．１６の比率とすることにより、焼成後の誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られるとともに、温度特性等の誘電体層の材料特性を損なうことがなく、また、デラミネーション等の構造欠陥の発生がなく、優れた品質の積層セラミックコンデンサを歩留まり良く製造することができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末は、セラミック生シート中に含まれる誘電体粉末とは、組成および粒子径の異なるものを用いたが、導電性ペースト膜に含まれる誘電体粉末は、セラミック生シート中に含まれる誘電体粉末と組成および粒子径が同一のものであっても同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、焼成後の誘電体層の厚みの変動が小さく、所望の静電容量を有する積層セラミックコンデンサが得られるとともに、温度特性等の誘電体層の材料特性を損なうことがなく、また、デラミネーション等の構造欠陥の発生がなく、優れた品質の積層セラミックコンデンサを歩留まり良く製造することができ、薄層化、高積層化が求められている積層セラミックコンデンサの製造方法として特に有用である。