(57)【要約】【課題】配線層を備えたセラミックグリーンシートが複数枚積層された積層体に対し、導電材料配置用の貫通孔を、該導電材料の充填によってビア電極と配線層とが確実に導通されるような形状で形成することを目的とする。【解決手段】積層セラミックコンデンサ１０の外部電極２８は、セラミック層２２上に配線層２４を備えたセラミックグリーンシート２０の積層体ＣＳにレーザビーム５０を照射して複数の貫通孔２６を形成しておき、この貫通孔２６に導電材料を充填することにより形成される。上記貫通孔２６は、パルスエネルギＥが８ｍＪのレーザビーム５０を３μｓという短いパルス幅Ｂでサイクリックに照射することにより形成される。これにより、セラミック層２２の端面２２ｔに対する導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔの引き下がり量を示す長さｆ１が極めて小さな値となる。【選択図】        図９
2004158567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部電極として機能する配線層を備えたセラミックグリーンシートを用いて積層セラミック電子部品を製造する方法であって、
（ａ）前記セラミックグリーンシートを複数枚積層する工程と、
（ｂ）該積層されたセラミックグリーンシートからなる積層体にレーザを照射して前記の積層された複数枚のセラミックグリーンシートを積層方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、
（ｃ）該貫通孔に導電材料を充填することにより、前記セラミックグリーンシートの配線層に導通されるビア電極を形成する工程と
を備え、
前記工程（ｂ）におけるセラミックグリーンシートの貫通により、前記セラミックグリーンシート層，前記配線層には、照射されたレーザの光軸周囲に、それぞれ、セラミックグリーンシート層開口および，該セラミックグリーンシート層開口よりも大径の配線層開口が形成され、
該工程（ｂ）は、前記レーザの照射時間と出力エネルギを調整することにより、隣り合う前記配線層開口と前記セラミックグリーンシート層開口との径の差が２０μｍ（マイクロメートル）以下となるように、前記レーザを照射する工程である
積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ）は、前記レーザとして、前記セラミックグリーンシートの貫通に必要な所定のエネルギを有するＣＯ２レーザを、２〜８μｓ（マイクロ秒）のパルス幅で、複数個の貫通孔に対応する孔形成位置に順次サイクリックに照射して、前記複数の貫通孔を形成する工程である請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記貫通孔形成後の積層体を複数個積層する工程を備え、
前記工程（ｃ）は、該複数個積層された積層体に対して前記ビア電極を形成する工程である
積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層セラミック電子部品を製造するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種電子機器の回路等には、積層セラミックコンデンサや積層セラミックインダクタ等の積層セラミック電子部品が用いられている。この積層セラミック電子部品は、一般に、内部電極としての配線層を備えたセラミックシートが何層にも重ねられた構造（以下、多層構造という）を有する。上記のような多層構造を採用することにより、例えば、積層セラミックコンデンサでは、誘電体としてのセラミックに挟まれた内部電極が数多く積層され、これにより、高い静電容量を確保している。
【０００３】
このような積層セラミック電子部品は、しばしば、各層の内部電極間を電気的に導通するためのビア電極を備えている。こうしたビア電極の形成手法として、従来、パルス発振が可能なレーザ加工装置を用いてセラミックグリーンシートにスルーホールとしての貫通孔を形成し、この貫通孔にビア電極として機能する導電ペーストを充填する手法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１９３３７５号公報
【０００５】
上記従来の手法では、ＰＥＴ等の可撓性フィルムの一面にセラミック層を備えた１枚のフィルム付きシートに対してパルス幅等が調整されたレーザビームを照射することにより、セラミック層にのみ貫通孔を形成し、フィルム部分には貫通孔を形成しないようにしていた。一方、上記の従来の手法では、レーザの照射対象であるフィルム付きシートには、セラミック層の表面に配線層としての導体パターンが形成されておらず、セラミック層表面への導体パターンの形成は、貫通孔の形成後に、貫通孔への導電ペーストの充填と併せて行なわれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手法と異なり、セラミック層の表面に配線層を備えたセラミックグリーンシートにレーザを照射してセラミック層および配線層の双方を貫通する貫通孔を形成する場合には、以下のような課題があった。通常、配線層にはセラミック層よりも融点の低い材料（例えば、Ａｇ）が用いられるため、レーザの照射に伴って発生する熱によって配線層がセラミック層よりも激しく溶融され、該溶融により配線層に形成された開口の端面（以下、配線層端面という）が、該溶融によりセラミック層に形成された開口の端面（以下、セラミック層端面という）よりも引き下がった形状の貫通孔が形成され得る。配線層端面がセラミック層端面に対して大きく引き下がると、貫通孔に挿入した導電材料が配線層端面に行き渡りにくくなり、この結果、貫通孔内への導電材料の充填が不十分となり、ビア電極と配線層との導通が確保されないという事態が生じるおそれがあった。
【０００７】
特に、多数のセラミックグリーンシートが積層された積層体に対してレーザを照射する場合には、積層体を貫通するために配線層やセラミック層を何層にも亘って溶融しなければならないため、貫通孔の形成途中における穴内での蓄熱により、配線層端面の引き下がり量が更に多くなるおそれがあった。また、配線層は上下二つのセラミック層の間に配置されるため、上記の配線層端面の引き下がりが生じることにより、引き下がった長さ分の空間が上下のセラミック層の間に形成される。貫通孔に挿入された導電材料は、配線層端面に到達するために、上下のセラミック層の間に形成された間口の狭い空間に浸入して配線層端面が引き下がった分だけ移動しなければならない。よって、配線層端面の引き下がりが大きくなると、導電材料が上記空間を経て配線層端面に到達しにくくなり、導電材料の充填性を更に悪化させるおそれがあった。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題を解決し、表面に配線層を備えたセラミックグリーンシートが複数枚積層された積層体に対し、導電材料充填用の貫通孔を、該導電材料の充填によってビア電極と配線層とが確実に導通されるような形状で形成することを目的として、以下の構成を採った。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、
内部電極として機能する配線層を備えたセラミックグリーンシートを用いて積層セラミック電子部品を製造する方法であって、
（ａ）前記セラミックグリーンシートを複数枚積層する工程と、
（ｂ）該積層されたセラミックグリーンシートからなる積層体にレーザを照射して前記の積層された複数枚のセラミックグリーンシートを積層方向に貫通する貫通孔を形成する工程と、
（ｃ）該貫通孔に導電材料を充填することにより、前記セラミックグリーンシートの配線層に導通されるビア電極を形成する工程と
を備え、
前記工程（ｂ）におけるセラミックグリーンシートの貫通により、前記セラミックグリーンシート層，前記配線層には、照射されたレーザの光軸周囲に、それぞれ、セラミックグリーンシート層開口および，該セラミックグリーンシート層開口よりも大径の配線層開口が形成され、
該工程（ｂ）は、前記レーザの照射時間と出力エネルギを調整することにより、隣り合う前記配線層開口と前記セラミックグリーンシート層開口との径の差が２０μｍ（マイクロメートル）以下となるように、前記レーザを照射する工程であること
を要旨とする。
【００１０】
上記発明の積層セラミック電子部品の製造方法では、配線層を備えたセラミックグリーンシートを複数枚積層してなる積層体にレーザを照射することにより該複数枚のセラミックグリーンシートを積層方向に貫通する貫通孔が形成される。こうした貫通孔の形成の際には、セラミックグリーンシートの貫通により、セラミックグリーンシート層，配線層には、照射されたレーザの光軸周囲に、それぞれ、セラミックグリーンシート層開口および，該セラミックグリーンシート層開口よりも大径の配線層開口が形成されるが、上記発明では、レーザの照射時間と出力エネルギを調整することにより、隣り合う前記配線層開口と前記セラミックグリーンシート層開口との径の差が２０μｍ以下となるように、レーザが照射される。これにより、セラミックグリーンシート層開口の端面（以下、セラミックグリーンシート層端面という）に対する配線層端面の引き下がり量がトータルで２０μｍ以下の貫通孔が形成される。こうした形状の貫通孔に導電材料を充填することで、導電材料が各配線層端面に行き渡り易くなり、導電材料が各配線層端面に確実に接触する。従って、ビア電極と配線層との確実な導通を図ることができる。
【００１１】
前記工程（ｂ）が、前記レーザとして、前記セラミックグリーンシートの貫通に必要な所定のエネルギを有するＣＯ２レーザを、２〜８μｓ（マイクロ秒）のパルス幅で、複数個の貫通孔に対応する孔形成位置に順次サイクリックに照射して、前記複数の貫通孔を形成する工程であることも好適である。こうすれば、配線層端面のセラミックグリーンシート層端面に対する引き下がり量を更に低減することができる。
【００１２】
貫通孔形成後の積層体を複数個積層する工程を備え、前記工程（ｃ）を、該複数個積層された積層体に対して前記ビア電極を形成する工程とすることも好適である。こうすれば、厚みの薄い積層体を複数積層することで、積層セラミック電子部品の基本性能は積層体の厚みが厚い場合と同等のレベルに確保される。従って、製造される積層セラミック電子部品の基本性能を低下させることなく、製造に用いられる積層体の厚みを薄くして、上記の工程（ｂ）において照射されるレーザのエネルギを小さくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明の実施の形態を、以下の順序で説明する。
Ａ．実施例
Ａ−１．積層セラミックコンデンサ１０の全体構成
Ａ−２．積層セラミックコンデンサ１０の製造工程
Ａ−３．作用効果
Ａ−４．実験結果
Ｂ．変形例
【００１４】
Ａ．実施例：
Ａ−１．積層セラミックコンデンサ１０の全体構成：
図１は本発明の一実施例である積層セラミックコンデンサ１０の縦断面を示す説明図である。図２，図３は、それぞれ、図１におけるＲ−２部，Ｒ−３部の拡大断面を示す説明図である。
【００１５】
図１に示すように、積層セラミックコンデンサ１０は、内部電極として機能する配線層２４と誘電体としてのセラミック層２２とを備え、このセラミック層２２と配線層２４とが交互に多数積層された構造（以下、多層構造という）を有する。このため、各セラミック層２２は二つの配線層２４の間に挟まれた状態とされている。また、各配線層２４は、一層おきに、外部の電源や回路等に接続されるビア電極２８に導通されている。ビア電極２８との導通が予定されている配線層のことを、以下、導通配線層２４Ａといい、ビア電極２８との導通が予定されていない配線層のことを、以下、非導通配線層２４Ｂという。例えば、図１に示すように、ビア電極２８ａに対しては、奇数番目の層の配線層２４が非導通配線層２４Ｂとなり、偶数番目の層の配線層２４が導通配線層２４Ａとなる。他方、ビア電極２８ｂに対しては、奇数番目の層の配線層２４が導通配線層２４Ａとなり、偶数番目の層の配線層２４が非導通配線層２４Ｂとなる。
【００１６】
図２に示すように、ビア電極２８ａは、導通配線層２４Ａに形成された開口の端面２４Ａｔと接触した状態で配置されている。この導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔは、当該導通配線層２４Ａの上下に隣接するセラミック層２２に形成された開口の端面２２ｔよりもビア電極２８ａとは反対方向に引き下がっており、端面２２ｔから長さｆ２だけ隔たった位置に配置されている。
【００１７】
ビア電極２８から各配線層２４に電圧を加えると、セラミック層２２の分極作用が生じる。これにより、配線層２４における正の電荷，負の電荷はセラミック層２２側に誘起される。電圧の印加を止めてもセラミック層２２は分極したままの状態に保持される。これにより、図３に示すように、二つの配線層２４の間に電荷を蓄えることができる。
【００１８】
多層構造の積層セラミックコンデンサ１０では、上記のように電荷が蓄積される部位が階層的に多数形成される。従って、この積層セラミックコンデンサ１０によれば、小型で大きな静電容量を実現することができる。
【００１９】
Ａ−２．積層セラミックコンデンサ１０の製造工程：
積層セラミックコンデンサ１０は、図４に示すステップＳ１００〜Ｓ１８０の各工程を経て製造される。各工程の内容につき、以下、工程順に説明する。
【００２０】
Ａ−２−１．キャリアフィルム上へのセラミック層の形成（図４のステップＳ１００）：
まず、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の長尺状のキャリアフィルムにチタン酸バリウムなどから成るセラミックスラリを均一に薄く塗布して乾燥させる。これにより、キャリアフィルム上にセラミック層２２が形成される。
【００２１】
Ａ−２−２．セラミック層上への配線層の形成（図４のステップＳ１１０）：次に、乾燥後のセラミックスラリ上に、スクリーン印刷などによってＡｇ製の電極パターンを印刷する。こうしたセラミック層２２の表面に電極パターンが印刷された部分のことを、以下、配線層２４という。また、セラミック層２２の表面には、電極パターンが印刷されていない部分もあり、この配線層２４を有しない部分のことを窓部２５という（図５を参照）。
【００２２】
Ａ−２−３．積層用セラミックグリーンシートの切り出しおよびキャリアフィルムの剥離（図４のステップＳ１２０、Ｓ１３０）：
次に、上記のセラミック層２２が形成された長尺状のキャリアフィルムを搬送させながら、一定形状にセラミック層２２およびキャリアフィルムを切り出し、キャリアフィルムを剥離する。こうした切り出しおよび剥離により、図５に示すような、セラミック層２２，配線層２４から構成された１枚のセラミックグリーンシート２０が形成される。この図５はセラミックグリーンシート２０の断面を模式的に表わしている。図５（Ａ），図５（Ｂ）にそれぞれ示したように、本実施例では、配線層２４および窓部２５のレイアウトが異なる二種類のセラミックグリーンシート２０が準備される。
【００２３】
なお、模式図である図５では、説明の便宜上、１枚のセラミックグリーンシート２０の２箇所に窓部２５が設けられた状態を表わしているが、実際には、窓部２５は、１枚のセラミックグリーンシート２０の２５００箇所に設けられる。
【００２４】
図５（Ｃ）は図５（Ａ）の一部拡大断面を示している。図５（Ｃ）に示すように、本実施例では、セラミック層２２の厚みｄ１，配線層２４の厚みｄ２は、それぞれ５μｍ（マイクロメートル  以下、同じ），２μｍとされていることから、１枚のセラミックグリーンシート２０の厚みｄ３は７μｍとされている。
【００２５】
Ａ−２−４．セラミックグリーンシートの積層（図４のステップＳ１４０）：次に、上記のように形成された複数枚のセラミックグリーンシート２０を順次に積層する。図６はセラミックグリーンシート２０の積層が完了したときの状態を模式的に示している。この積層に際しては、まず、第１ベースセラミック層３２が形成されたベースシート３４を準備し、予め敷設しておく。この第１ベースセラミック層３２を備えたベースシート３４は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のベースシート３４上にセラミックスラリを厚めに塗布して乾燥させることにより形成される。
【００２６】
続いて、敷設されたベースシート３４の第１ベースセラミック層３２上に、セラミックグリーンシート２０を第１層から第ｉ層まで積層して積層体ＣＳを形成する。この積層の際には、図５（Ａ），図５（Ｂ）に示した二種類のセラミックグリーンシート２０が交互に積層される。図６では、図５（Ａ）に示したセラミックグリーンシート２０は偶数番目の層に、図５（Ｂ）に示したセラミックグリーンシート２０は奇数番目の層に、それぞれ配置されている。なお、図６に示す積層体ＣＳでは、セラミックグリーンシート２０が１０層に積層されているが、実際には、セラミックグリーンシート２０は１４層に積層され、ベースシート３４を含む積層体ＣＳ全体の厚みｄａは３００μｍとされている。
【００２７】
Ａ−２−５．レーザ照射による貫通孔の形成（図４のステップＳ１５０）：
次に、レーザ加工機を用いて、上記の積層体ＣＳに導電材料充填用の貫通孔２６を形成する。この貫通孔２６の形成に用いられるレーザ加工機４０の概略構成を図７に示した。
【００２８】
レーザ加工機４０は、周知のＣＯ２レーザを用いた加工機であり、パルス発振によってレーザビーム５０を出力する発振器４２と、出力されたレーザビーム５０を反射ないし集束する光学系ＬＭ（具体的にはミラー４４，４６およびレンズ４８）と、集束後のレーザビーム５０が照射される位置に配置されたテーブル５６と、上記の発振器４２，光学系ＬＭ，テーブル５６の動作を制御する制御装置５２とを備える。制御装置５２は、光学系ＬＭに対して制御信号を発することによりレーザビーム５０の照射位置を制御する。また、制御装置５２の入力側には、発振器４２，光学系ＬＭ，テーブル５６の動作内容を設定する設定部５４が接続されている。発振器４２から出力されたレーザビーム５０は、ミラー４４によって水平方向に反射され、更にミラー４６によって垂直方向に反射された後、レンズ４８を通過し、テーブル５６上に配置された積層体ＣＳに照射される。
【００２９】
なお、本実施例では、制御装置５２からの制御信号に基づいてミラー４４の角度の変更やテーブル５６の移動により、積層体ＣＳ上の異なる位置にレーザビーム５０を照射することを可能としているが、勿論、制御装置５２からの制御信号に基づいて光学系ＬＭを移動させることにより、レーザビーム５０の積層体ＣＳへの照射位置を変更することとしても差し支えない。なお、積層体ＣＳへのレーザビーム５０の照射条件（例えば、後述するパルスエネルギＥ（詳細にはパルス幅Ｂやピーク出力），パルス周期Ｇ等）は、設定部５４における設定内容に応じて適宜変更することができる。
【００３０】
図６に示したように、上記の積層体ＣＳでは、セラミックグリーンシート２０に設けられた窓部２５が、一層おきに同じ水平位置に配置されている。上記のレーザ加工機４０は、この同じ水平位置に配置された窓部２５の中心を結ぶ軸線（図６における一点鎖線）に沿ってレーザビーム５０を照射する。これにより、上記軸線上に位置するセラミック層２２，配線層２４，第１ベースセラミック層３２およびベースシート３４が溶融され、上記軸線の周囲に、積層体ＣＳを上下に貫通する貫通孔２６が形成される。この貫通孔２６は、窓部２５におけるビア電極２８と配線層２４との導通を回避するために、窓部２５よりも小さな幅で形成される（図９（Ａ）を参照）。
【００３１】
なお、模式図である図６では、積層体ＣＳの４箇所にレーザビーム５０が照射される様子を表わしているが、実際には、レーザビーム５０の照射は、１枚のセラミックグリーンシート２０の２５００箇所に設けられた全ての窓部２５について行なわれる。従って、貫通孔２６は積層体ＣＳの５０００箇所に形成される。
【００３２】
このように積層体ＣＳの異なる複数の位置に貫通孔２６を形成する手法として、本実施例では、いわゆるサイクル加工法を採用している。サイクル加工法は、図６に示すように、各孔形成位置に順次にレーザビーム５０を照射する工程ＣＹを何回か繰り返し、各孔形成位置における穴の深さを徐々に深めながら、最終的に全ての孔形成位置に貫通孔を形成する手法である。
【００３３】
本実施例におけるレーザビーム５０の照射条件を図８に示す。図８（Ａ）に示すように、本実施例では、５０００箇所の孔形成位置に対して、パルスエネルギＥが８ｍＪ（ミリジュール  以下、同じ），パルス幅Ｂが３μｓ（マイクロ秒  以下、同じ）のレーザビーム５０を、１ｍｓ（ミリ秒  以下、同じ）のパルス周期Ｇで照射する。従って、一箇所の孔形成位置における照射終了から再照射開始までの期間Ｄは、「パルス周期Ｇ×孔形成箇所数Ｈ−パルス幅Ｂ」で表わされるので、約５ｓ（秒  以下、同じ）となる（図８（Ｂ）を参照）。図８（Ｂ）では、図８（Ａ）に示す照射条件に基づいて照射されるレーザビーム５０のパルス形状を、実線を用いて示している。こうした条件で、厚みｄａが３００μｍの積層体ＣＳに貫通孔２６を形成するためには、１孔当たり１１回のショット数Ｎが必要となる。
【００３４】
なお、図８（Ｂ）では、パルスエネルギＥが８ｍＪ，パルス幅ＪＢが３６μｓのレーザビーム５０を１ｍｓのパルス周期Ｇで照射した場合におけるレーザビーム５０のパルス形状を、比較例として、二点鎖線を用いて示している。この比較例では、レーザビーム５０のパルス幅ＪＢを長くする一方、出力ピーク値を比較的小さな値β１とすることで、セラミックグリーンシート２０の貫通に必要な８ｍＪのパルスエネルギＥを確保している。これに対し、本実施例では、パルス幅Ｂをパルス幅ＪＢよりも短くしつつ、出力ピーク値を値β１よりも大きな値β２に増大することにより、比較例と同じ大きさのパルスエネルギＥを確保している（図８（Ｂ）における斜線ハッチング部分を参照）。なお、本実施例では、積層体ＣＳの厚みｄａが比較的薄い（３００μｍ）ので、３μｓという短いパルス幅Ｂでレーザビーム５０を照射した場合であっても、積層体ＣＳに貫通孔２６を加工する速度を好適な速度に保つことができる。
【００３５】
上記のような照射条件に基づいてサイクル加工法により各孔形成位置に貫通孔が形成されていく様子について説明する。一の孔形成位置にレーザビーム５０のｎ回目のショットがなされると、該孔形成位置におけるセラミック層２２や導通配線層２４Ａにレーザビーム５０が当たる。これにより、セラミック層２２や導通配線層２４ＡがパルスエネルギＥの大きさに応じて溶融され、該孔形成位置に未だ貫通されていない状態の穴（以下、途中穴という）が形成される。この際、照射されたレーザビーム５０は、非導通配線層２４Ｂが臨む窓部２５を通過するので、非導通配線層２４Ｂはレーザビーム５０の直接的な照射によって溶融されない。例えば、図６に示した孔形成位置Ｐ１においては、奇数番目の層の配線層２４が非導通配線層２４Ｂとなり、偶数番目の層の配線層２４が導通配線層２４Ａとなっている。
【００３６】
この後、レーザビーム５０の照射位置は、一つの孔形成位置での照射が終わると、他の孔形成位置に変更され、他の孔形成位置に対してｎ回目のショットがなされる。一の孔形成位置に対する（ｎ＋１）回目のショットは、該一の孔形成位置に対するｎ回目のショット終了時から期間Ｄを経過した後になされる。このため、ｎ回目のショットがなされることによって途中穴内に生じた熱の一部は、期間Ｄの間に未加工の積層体ＣＳ中に拡散することにより放熱される。
【００３７】
こうしたインターバルをおいたレーザビーム５０の照射が各孔形成位置に対して繰り返し行なわれることにより、各孔形成位置に形成される途中穴の深さが徐々に深くなっていく。このようなレーザビーム５０の照射がショット数Ｎ回分繰り返されたときに、各孔形成位置に貫通孔２６が形成される。
【００３８】
積層体ＣＳの各孔形成位置に貫通孔２６が形成されたときの様子を図９（Ａ）に示した。図９（Ａ）に示すように、貫通孔２６は窓部２５よりも小さな幅で形成されている。また、貫通孔２６の幅は、始端部２６ａ（１回目のショットによるセラミック層２２の溶融に伴って形成された部分）から終端部２６ｂ（最終回目のショットによるセラミック層２２の溶融に伴って形成された部分）に至るまで、略同幅とされている。このような貫通孔２６の形状のことを、以下、「ストレート形状」という。
【００３９】
図９（Ａ）に示すＲ−９Ｂ部を拡大した様子を図９（Ｂ）に示した。レーザビーム５０の照射によってセラミック層２２，導通配線層２４Ａが溶融されることにより、セラミック層２２，導通配線層２４Ａのそれぞれに開口が形成される。図９（Ｂ）に示すように、貫通孔２６の内周壁は、セラミック層２２に形成された開口の端面２２ｔや、導通配線層２４Ａに形成された開口の端面２４Ａｔによって構成されている。
【００４０】
導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔは、当該導通配線層２４Ａの上下に隣接するセラミック層２２の端面２２ｔよりも貫通孔２６とは反対方向（図９（Ｂ）に白抜きの矢印で示す方向）に引き下がっており、端面２２ｔから長さｆ１だけ隔たった位置に配置されている。これは、Ａｇ製の配線層２４はセラミック層２２よりも融点が低いことから、導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔが、レーザビーム５０の照射に伴って途中穴内に蓄積された熱に触れ、セラミック層２２の端面２２ｔよりも激しく溶融されたことによるものである。こうした導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔの引き下がりによって、導通配線層２４Ａを挟む上下のセラミック層２２の間に形成された隙間のことを、以下、空隙Ｗという。
【００４１】
本実施例では、（１）上記したサイクル加工法の採用により、途中穴内に蓄積される熱量が低減されているので、端面２２ｔに対する端面２４Ａｔの引き下がり量を示す長さｆ１は小さな値に抑えられる。更に、本実施例では、（２）１ショットのパルスエネルギＥが８ｍＪのレーザビーム５０を３μｓという小さなパルス幅Ｂで照射することにより、上記の長さｆ１が著しく小さな値（具体的には５μｍ以下）に抑えられ、レーザビーム５０の照射によって導通配線層２４Ａに形成された開口とレーザビーム５０の照射によってセラミック層２２に形成された開口との径の差は１０μｍ以下となることが、後述する実験結果によって明らかになっている。これにより、次工程の導電材料の充填において、導通配線層２４Ａとビア電極２８との十分な接続性を得ることができる。なお、図１において説明した導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔとセラミック層２２の端面２２ｔとの隔たりを表わす長さｆ２の値は、積層体ＣＳを焼成した後における長さｆ１の値を表わしている。
【００４２】
なお、上記したステップＳ１５０までの工程において、工程の前後を変更することもできる。例えば、ステップＳ１３０におけるキャリアフィルムの剥離とステップＳ１４０におけるセラミックグリーンシートの積層を逆の順序で行なったり、ステップＳ１２０における積層用セラミックグリーンシートの切り出しを、ステップＳ１１０における配線層の形成に先立って行なうこともできる。また、ステップＳ１２０，ステップＳ１１０の順に工程を行なった後、ステップＳ１４０，ステップＳ１３０の順に工程を行なうようにすることもできる。
【００４３】
Ａ−２−６．貫通孔への導電材料の充填（図４のステップＳ１６０）：
次に、積層体ＣＳの各貫通孔２６に導電材料ＱＭを充填する。図１０は貫通孔２６に導電材料ＱＭを充填する装置の概略構成を示す説明図である。図示するように、導電材料ＱＭの充填に際しては、まず、積層体ＣＳを、ベースシート３４が加圧容器１１０の側になるように、加圧容器１１０の容器筐体１１２に載置する。容器筐体１１２内には、充填材である導電材料ＱＭを収納する収納部１１５が形成されており、この収納部１１５は、載置された積層体ＣＳの貫通孔２６に臨んでいる。収納部１１５の底壁は、油圧シリンダ等のアクチュエータ１１６によって上下に摺動する底板１１２ａによって構成されている。
【００４４】
また、加圧容器１１０に載置した積層体ＣＳに対しては、その上方から、押圧板１１８が押し当てられる。この押圧板１１８は、油圧シリンダ等のアクチュエータ１２０の押圧力を受けて、積層体ＣＳをベースシート３４の側から下方に押圧している。
【００４５】
こうして積層体ＣＳを加圧容器１１０と押圧板１１８との間に位置させた後、アクチュエータ１１６，１２０からの指示に基づいて加圧容器１１０の底板１１２ａの押し上げおよび押圧板１１８の押し下げが行なわれる。底板１１２ａが押し上げられると、収納部１１５内の導電材料ＱＭが積層体ＣＳ方向に流動し、これにより、載置済みの積層体ＣＳの貫通孔２６に導電材料ＱＭが始端部２６ａ側から加圧注入される。
【００４６】
なお、本実施例では、約１２０μｍ（焼成後で約１００μｍ）の孔径の貫通孔２６に、粘度が約１万〜約２００万Ｐａ・ｓ（パスカル・秒  以下同じ）の導電材料ＱＭを注入する。こうした条件下で導電材料ＱＭを貫通孔２６内に良好に充填するために、本実施例では、押圧板１１８による積層体ＣＳの押圧圧力、および、加圧容器１１０が底板１１２ａの押し上げを経て導電材料ＱＭを加圧注入する圧力（加圧注入圧力）を約２．５ＭＰａとしている。こうした押圧圧力や加圧注入圧力は、貫通孔２６の孔径や導電材料ＱＭの粘度等に応じて適宜変更することができる。
【００４７】
貫通孔２６に導電材料ＱＭが充填されていく様子を図１１に示した。貫通孔２６の孔径、導電材料ＱＭの粘度、押圧板１１８による積層体ＣＳの押圧圧力および加圧容器１１０による加圧注入圧力を上記の値に設定したことにより、導電材料ＱＭは、導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔの引き下がりによって形成された空隙Ｗにも入り込む。この空隙Ｗの幅を表わす長さｆ１は、既述したように、５μｍ以下という極めて小さな値になるので、空隙Ｗに入り込んだ導電材料ＱＭが端面２４Ａｔに到達するまでに必要な流動距離が短くなる。また、上記の長さｆ１が小さな値とされることにより、空隙Ｗが、該空隙Ｗを形成するセラミック層２２の自重による撓みや積層体ＣＳに対する上下からの押圧等に起因して、セラミック層２２で塞がれてしまうことがなく、導電材料ＱＭが端面２４Ａｔに到達する経路が確保される。このため、空隙Ｗに入り込んだ導電材料ＱＭはスムーズに端面２４Ａｔに到達し、端面２４Ａｔに接触する。こうして貫通孔２６内に導電材料ＱＭが確実に充填される。
【００４８】
こうして充填された導電材料ＱＭは、導通配線層２４Ａに電圧を供給するビア電極２８として機能する。図１２は導電材料ＱＭの充填によりビア電極２８が設けられた状態の積層体ＣＳを示している。これにより、図１２に示すように、各貫通孔２６内における配線層２４は、ビア電極２８と１層おきに導通される。
【００４９】
Ａ−２−７．本圧着・表面電極の形成（図４のステップＳ１７０）：
次に、こうして得られた積層体ＣＳを、天地を逆にして、予め敷設された第２ベースセラミック層３６上に載せ、高温・高圧プレスによって圧着する。こうした圧着後の積層体ＣＳの様子を図１３に示した。図１３に示すように、積層体ＣＳの圧着により、上下のセラミック層２２は互いに密接された状態となる。
【００５０】
続いて、積層体ＣＳの表面のベースシート３４を剥離する。こうした剥離により、図１３に示すように、積層体ＣＳは、ベースシート３４が貼付されていた側の表面に、ビア電極２８が、ベースシート３４の厚み分だけ突出した状態となる。ビア電極２８の突出した部分が、電池等の供給電源に接続される外部電極として機能する。なお、この導電材料ＱＭの充填をベースシート３４を除去してから行なった場合には、上記突出部は形成されないが、この場合には、表装印刷などにより、別途、外部電極を設けることも可能である。
【００５１】
Ａ−２−８．溝入れ・脱脂・焼成・ブレーク（図４のステップＳ１８０）：
次に、積層体ＣＳに、使用される積層セラミックコンデンサ１０の大きさに合わせて溝を入れ、溝入れ後の積層体ＣＳを脱脂した後に焼成する。こうした焼成の後に、図１に示したようなセラミックコンデンサ１０が形成される。なお、焼成後の積層体ＣＳを、溝入れ工程において入れられた溝（図示せず）に沿ってブレークすれば、より小型のセラミックコンデンサ１０を形成することができる。
【００５２】
Ａ−３．作用効果：
以上説明したように、上記実施例の積層セラミックコンデンサ１０の製造方法では、セラミック層２２上に配線層２４を備えたセラミックグリーンシート２０の積層体ＣＳに、パルスエネルギＥが８ｍＪのレーザビーム５０を３μｓという短いパルス幅Ｂでサイクリックに照射することにより、導電材料充填用の複数の貫通孔２６を形成する。これにより、レーザビーム５０の照射によって導通配線層２４Ａに形成された開口とレーザビーム５０の照射によってセラミック層２２に形成された開口との径の差や、セラミック層２２の端面２２ｔに対する導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔの引き下がり量を示す長さｆ１の値が極めて小さな貫通孔２６が形成される。こうした形状の貫通孔２６に導電材料ＱＭが注入されることで、導電材料ＱＭが各導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔに行き渡り易くなり、導電材料ＱＭが各導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔに確実に接触する。従って、ビア電極２８と各導通配線層２４Ａとの確実な導通を図ることが可能となり、導通の信頼性の高い積層セラミックコンデンサ１０を提供することができる。
【００５３】
また、照射されるレーザビーム５０のパルス幅Ｂが短くなることで、セラミック層２２や導通配線層２４Ａが過度に溶融されにくくなる。従って、貫通孔２６の始端部２６ａ付近のセラミック層２２が過度に溶融され、導電材料ＱＭが入り込む空隙Ｗが溶融されたセラミック層２２によって塞がれてしまうといった事態を確実に防止することができる。
【００５４】
なお、上記実施例では、長さｆ１の値が５μｍ以下の貫通孔２６を得たが、長さｆ１の値が１０μｍ以下（換言すれば、レーザビーム５０の照射によって導通配線層２４Ａに形成された開口とレーザビーム５０の照射によってセラミック層２２に形成された開口との径の差が２０μｍ以下）であれば、導電材料ＱＭが各導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔに確実に接触し、ビア電極２８と各導通配線層２４Ａとが確実に導通される。このことは、後述する実験結果により明らかとなっている。
【００５５】
このように、上記実施例では、１ショットのパルスエネルギＥが８ｍＪのレーザビーム５０を３μｓという短いパルス幅Ｂで照射することにより、端面２２ｔに対する端面２４Ａｔの引き下がり量を示す長さｆ１が５μｍ以下という著しく小さな値になり、レーザビーム５０の照射によって導通配線層２４Ａに形成された開口とレーザビーム５０の照射によってセラミック層２２に形成された開口との径の差は１０μｍ以下となった。この理由は、照射されるレーザビーム５０について、８ｍＪのパルスエネルギＥを確保しつつパルス幅Ｂを短くすると、出力ピーク値が値β２に増大することに起因するものと考察される。即ち、照射されるレーザビーム５０の出力ピーク値が大きくなると、セラミック層２２，導通配線層２４Ａは、これらの融点の差に関係なく、同じ程度に溶融されるので、「導通配線層２４Ａのみが溶融されて端面２４Ａｔが端面２２ｔよりも引き下がってしまう」という事態が生じにくくなると考えられる。
【００５６】
上記実施例では、積層体ＣＳ全体の厚みｄａを比較的薄い３００μｍとしているので、照射されるレーザビーム５０のパルスエネルギＥが小さい場合であっても、積層体ＣＳに対する貫通孔２６の形成を効率よく行なうことができる。なお、上記実施例のように、レーザビーム５０のパルスエネルギＥを８ｍＪとした場合には、厚みｄａが４５０μｍまでの積層体ＣＳであれば、貫通孔２６の形成を効率よく行なうことができる。勿論、３００μｍ以下に薄くすれば、貫通孔２６の形成効率をより一層高めることができる。
【００５７】
また、上記実施例の積層セラミックコンデンサ１０の製造工程では、焼成前の積層体ＣＳに対して貫通孔２６を形成するようにした。これにより、未焼結のセラミックグリーンシート２０をレーザビーム５０により熱溶融すればよい。このため、少ない照射量で貫通孔２６を形成することができる。
【００５８】
Ａ−４．実験結果
所定のパルスエネルギＥを有するレーザビームにおいて、照射されるレーザビームのパルス幅Ｂを短くしていくと、上記の長さｆ１の値が小さくなっていくことは、以下に説明する実験の結果により明らかとなっている。
【００５９】
まず、実験の内容について説明する。上記実施例で用いた積層体ＣＳと同じ積層体を６個準備し、各積層体に、それぞれ１５μｓ，１０μｓ，８μｓ，５μｓ，３μｓ，２μｓの各パルス幅Ｂでレーザビームを照射し、上記実施例の貫通孔２６と同じ形状，数の貫通孔を形成した。レーザビームの照射条件は、パルス幅Ｂ以外は、上記実施例における条件（図８を参照）と同じとし、パルスエネルギＥが８ｍＪのレーザビームを、サイクル加工法によって１孔当たり１１回ショットした。次に、各積層体の貫通孔に、上記実施例で用いた導電材料ＱＭを、上記実施例と同様の条件下で加圧注入し、脱脂・焼成等を行なった後、各積層体が備える全ての導通配線層について、各導通配線層が導電材料ＱＭ（ビア電極）に導通されているか否かを確認した。
【００６０】
上記の確認結果に基づいて、各積層体について、全ての導通配線層に対するビア電極に導通されていた導通配線層の割合をビア接続率として求め、これを実験結果として図１４に示すグラフに表わした。図１４に示すように、ビア接続率は、照射されたレーザビームのパルス幅Ｂが８μｓ以下の場合に、設計性能基準値ＢＬを満たす８０％を上回っており、パルス幅Ｂが８μｓのレーザビームによって貫通孔が形成された積層体では、セラミック層の端面に対する導通配線層の端面の引き下がり量を示す長さｆ１の値は約１０μｍであった。このことから、上記の長さｆ１の値が１０μｍ以下の場合に良好なビア接続率を実現できることがわかった。
【００６１】
また、図１４に示すように、ビア接続率は、照射されたレーザビームのパルス幅Ｂが短くなるほど高くなっており、パルス幅Ｂが３μｓのレーザビームによって貫通孔が形成された積層体では、上記実施例と同様に長さｆ１の値は約５μｍ以下であった。このことから、パルス幅Ｂが短くなるほどビア接続率が高くなるのは、パルス幅Ｂが短くなると長さｆ１の値が小さくなり、導電材料ＱＭが導通配線層の端面に接触しやすくなるためであると推察される。
【００６２】
なお、上記の実験結果によれば、パルス幅Ｂを３μｓよりも短くすれば、長さｆ１の値が更に小さくなって、図１４に二点鎖線で示すようにビア接続率が更に高まると考えられるが、パルス幅Ｂを短くし過ぎると貫通孔の加工速度が遅くなり過ぎる可能性がある。従って、貫通孔の加工速度を好適なレベルに維持することとのバランスを考慮すると、照射されるレーザビームのパルス幅Ｂは２〜８μｓの範囲が好ましいと考える。
【００６３】
Ｂ．変形例：
以上、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明したが、本発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００６４】
上記実施例におけるサイクル加工法によるレーザビーム５０の照射条件は、セラミック層２２の端面２２ｔに対する導通配線層２４Ａの端面２４Ａｔの引き下がり量の少ない貫通孔２６を形成するための好適な一例に過ぎず、孔形成箇所数ＨやパルスエネルギＥ，１孔当たりのショット数Ｎ，パルス周期Ｇ，照射終了から再照射開始までの期間Ｄ等については、適宜変更することができる。
【００６５】
上記実施例では、積層される１枚のセラミックグリーンシート２０におけるセラミック層２２の厚みｄ１を５μｍとしたが、この厚みｄ１の値は２０μｍ以下とすることが好ましい。このようにセラミック層２２の厚さを薄くすることで、セラミック層２２を挟む一対の配線層２４に生じる静電容量が大きくなる。しかも、単位厚（積層体ＣＳの全体の厚みｄａ）当たりのセラミックグリーンシート２０の積層数を増加させることが可能となり、このように積層数を増加すれば、コンデンサ全体としての静電容量も大きくなる。従って、積層セラミックコンデンサ１０の基本性能を高めることができる。
【００６６】
上記実施例のように積層体ＣＳ全体の厚みｄａを薄くする（３００μｍ）と、一般にはセラミックグリーンシート２０の積層数が減少し、製造されるコンデンサの静電容量が小さくなる。このことに対処して、上記の製造工程において、上記の積層体ＣＳを二以上積み重ねる工程を設け、この積み重ねられた積層体ＣＳに共通のビア電極を形成することも好ましい。具体的には、図３のステップＳ１５０とステップＳ１６０との間に、貫通孔２６が形成された二以上の積層体ＣＳを相互の貫通孔２６が連通されるように積み重ねる工程を設け、ステップＳ１６０において、積み重ねられた積層体ＣＳを図１０に示した加圧容器１１０と押圧板１１８との間に挟持しておき、相互に連通された貫通孔２６に導電材料ＱＭを充填してビア電極を形成すればよい。こうすれば、積層体ＣＳの厚みｄａを薄くした場合であっても、この積層体ＣＳを積み重ねることでセラミックグリーンシート２０の積層数を全体として増やすことができる。従って、静電容量の大きな積層セラミックコンデンサを、積層体ＣＳへの貫通孔２６の形成効率を高めつつ製造することが可能となる。
【００６７】
上記実施例では、配線層２４をＡｇを用いて形成したが、配線層２４をＡｇ以外の材料を用いて形成しても差し支えない。例えば、配線層２４を、融点がＡｇよりも高くセラミックに近い材料で形成すれば、セラミック層２２と導通配線層２４Ａとの融点差が小さくなるので、上記の長さｆ１の値を更に小さくすることができる。
【００６８】
上記実施例では、レーザ照射に当たり、サイクル加工法を採用したが、レーザビームを連続的に照射するバースト加工法を採ることもできる。
【００６９】
また、上記実施例では、積層セラミックコンデンサを例としてその製造工程について説明したが、上記の製造工程を積層セラミックコンデンサ以外の他の積層セラミック電子部品に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である積層セラミックコンデンサ１０の縦断面を示す説明図である。
【図２】図１におけるＲ−２部の拡大断面を示す説明図である。
【図３】図１におけるＲ−３部の拡大断面を示す説明図である。
【図４】積層セラミックコンデンサ１０の製造工程を示す説明図である。
【図５】セラミックグリーンシート２０の断面を表わす説明図である。
【図６】セラミックグリーンシート２０の積層が完了したときの状態を模式的に示す説明図である。
【図７】レーザ加工機４０の概略構成を示す説明図である。
【図８】レーザビーム５０の照射条件を示す説明図である。
【図９】積層体ＣＳの各孔形成位置に貫通孔２６が形成されたときの様子を示す説明図である。
【図１０】貫通孔２６に導電材料ＱＭを充填する装置の概略構成を示す説明図である。
【図１１】貫通孔２６に導電材料ＱＭが充填されていく様子を示す説明図である。
【図１２】導電材料ＱＭの充填によりビア電極２８が設けられた状態の積層体ＣＳを示す説明図である。
【図１３】圧着後の積層体ＣＳの様子を示す説明図である。
【図１４】照射されるレーザビームのパルス幅Ｂとビア接続率との関係をグラフで示す説明図である。
【符号の説明】
１０…積層セラミックコンデンサ
２０…セラミックグリーンシート
２２…セラミック層
２２ｔ…端面
２４…配線層
２４Ａ…導通配線層
２４Ａｔ…端面
２４Ｂ…非導通配線層
２５…窓部
２６…貫通孔
２６ａ…始端部
２６ｂ…終端部
２８，２８ａ〜２８ｄ…ビア電極
３２…第１ベースセラミック層
３４…ベースシート
３６…第２ベースセラミック層
４０…レーザ加工機
４２…発振器
４４…ミラー
４６…ミラー
４８…レンズ
５０…レーザビーム
５２…制御装置
５４…設定部
５６…テーブル
１１０…加圧容器
１１２…容器筐体
１１２ａ…底板
１１５…収納部
１１６…アクチュエータ
１１８…押圧板
１２０…アクチュエータ
ＣＳ…積層体
【図１】
2004158567.tif 000003
【図２】
2004158567.tif 000004
【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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【図８】
2004158567.tif 000010
【図９】
2004158567.tif 000011
【図１０】
2004158567.tif 000012
【図１１】
2004158567.tif 000013
【図１２】
2004158567.tif 000014
【図１３】
2004158567.tif 000015
【図１４】
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