(57)【要約】【課題】内部電極が薄層化され、それに伴って、内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径が１μｍ以下とされたとき、この内部電極用導電性ペーストをビアホール導体の形成のために用いると、焼結による収縮の度合いが大きすぎるため、ビアホール導体において空隙が発生したり、ビアホール導体の近傍においてクラックが発生したりする。【解決手段】ビアホール導体６および７の形成のための導電性ペーストとして、その平均粒径が内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の１μｍ以下といった平均粒径の３倍以下の平均粒径を有する第１の導電性金属粉末と、第１の導電性金属粉末の平均粒径より大きい、たとえば４〜１５μｍの範囲の平均粒径を有する第２の導電性金属粉末とを含むものを用いる。第１の導電性金属粉末は、好ましくは、導電性金属粉末の合計に対して、３〜４０重量％含む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミックグリーンシートを用意する工程と、
前記セラミックグリーンシートの特定のものに内部電極用導電性ペーストを付与することによって、内部電極を形成する工程と、
複数の前記セラミックグリーンシートを積層することによって、生の積層体を得る工程と、
前記生の積層体または前記セラミックグリーンシートの特定のものに貫通孔を設けるとともに、前記貫通孔内にビアホール用導電性ペーストを充填することによって、前記内部電極の特定のものに接続されるビアホール導体を形成する工程と、
前記生の積層体を焼成する工程と
を備え、
前記内部電極用導電性ペーストは、その平均粒径が１μｍ以下の導電性金属粉末を含み、
前記ビアホール用導電性ペーストは、その平均粒径が前記内部電極用導電性ペーストに含まれる前記導電性金属粉末の平均粒径の３倍以下の平均粒径を有する第１の導電性金属粉末と、前記第１の導電性金属粉末の平均粒径より大きい平均粒径を有する第２の導電性金属粉末とを含む、
積層型セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記第２の導電性金属粉末は、その平均粒径が４〜１５μｍの範囲にある、請求項１に記載の積層型セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記第１の導電性金属粉末は、前記第１および第２の導電性金属粉末の合計重量に対して、３〜４０重量％含む、請求項１または２に記載の積層型セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記内部電極用導電性ペーストに含まれる前記導電性金属粉末と前記第１および第２の導電性金属粉末とは、互いに同じ金属からなる、請求項１ないし３のいずれかに記載の積層型セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記内部電極用導電性ペーストに含まれる前記導電性金属粉末ならびに前記第１および第２の導電性金属粉末は、ニッケルまたはニッケル合金からなる、請求項４に記載の積層型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】
この発明は、積層型セラミック電子部品の製造方法に関するもので、特に、積層型セラミック電子部品に備える内部電極およびビアホール導体を形成するために用いられる導電性ペーストについての改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この発明にとって興味ある積層型セラミック電子部品として、図１に示すような積層型セラミックコンデンサ１がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
積層型セラミックコンデンサ１は、直方体状の部品本体２を備えている。部品本体２は、複数の誘電体セラミック層３を積層した構造を有している。
【０００４】
部品本体２の内部には、複数の誘電体セラミック層３間の特定の界面に沿って、各々複数の第１および第２の内部電極４および５が形成されている。また、部品本体２の長手方向の各端部に位置し、かつ部品本体２の厚み方向を貫通するように、第１および第２のビアホール導体６および７が設けられている。第１の内部電極４は第１のビアホール導体６に接続され、第２の内部電極５は第２のビアホール導体７に接続され、これら第１および第２の内部電極４および５は、互いの間に静電容量を形成するように、交互に配置されている。
【０００５】
部品本体２の長手方向の各端部であって、各主面上には、第１および第２のビアホール導体６および７にそれぞれ接続される第１および第２の外部電極８および９が形成されている。第１および第２の外部電極８および９は、部品本体２の両主面上にそれぞれ形成されることが好ましい。
【０００６】
このような積層型セラミックコンデンサ１において、第１および第２の内部電極４および５間に形成される静電容量は、第１および第２のビアホール導体６および７を介して、第１および第２の外部電極８および９から取り出される。
【０００７】
図１に示した積層型セラミックコンデンサ１は、一般的な積層セラミックコンデンサとは異なり、部品本体２の各端面上に外部電極が形成される必要がなく、部品本体２の主面上に外部電極８および９を形成すればよいので、積層型セラミックコンデンサ１の厚み方向寸法を、たとえば３００μｍ以下、さらには、２００μｍ以下、あるいは１００μｍ以下というように小さくするのに適した構造を有している。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１１２０９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した積層型セラミックコンデンサ１を製造しようとする場合、誘電体セラミック層３となる複数のセラミックグリーンシートが用意され、セラミックグリーンシートの特定のものに内部電極４および５を形成するため、導電性ペーストが付与される。そして、複数のセラミックグリーンシートが積層され、かつ積層方向に圧着されることによって、部品本体２となる生の積層体が作製される。生の積層体には、ビアホール導体６および７を形成するため、貫通孔が設けられるとともに、貫通孔内に導電性ペーストが充填される。
【００１０】
なお、ビアホール導体６および７を形成するため、積層前のセラミックグリーンシートに貫通孔を設けるとともに、貫通孔内に導電性ペーストを充填することが行なわれることもある。
【００１１】
次に、生の積層体が焼成され、それによって、焼結後の部品本体２が得られる。そして、部品本体２の主面上に外部電極８および９を形成すれば、積層型セラミックコンデンサ１が完成される。
【００１２】
前述したように、積層型セラミックコンデンサ１すなわち部品本体２の厚み方向寸法が小さくされたとき、それに伴って、誘電体セラミック層３が薄層化されるばかりでなく、内部電極４および５も薄層化される。薄層化された内部電極４および５は、その厚みが、たとえば２μｍ以下となることがある。そのため、内部電極４および５を形成するために用いられる導電性ペーストにあっては、そこに含まれる導電性金属粉末の平均粒径はたとえば１μｍ以下と小さいものでなければならない。
【００１３】
しかしながら、導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径が小さくなるほど、前述した焼成工程において、焼結による収縮度合いがより大きくなる。そのため、内部電極４および５の形成のために用いた導電性ペーストを、ビアホール導体６および７の形成のために用いると、焼成工程の結果、ビアホール導体６および７を形成するための導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の焼結による収縮が強く生じすぎるため、誘電体セラミック層３側にクラックが発生したり、ビアホール導体６および７内またはビアホール導体６および７とこれを形成するための貫通孔との間に空隙が発生したりすることがある。この空隙は、ビアホール導体６および７と内部電極４および５との電気的導通を阻害することがある。
【００１４】
他方、ビアホール導体６および７を形成するための導電性ペーストとして、そこに含まれる導電性金属粉末の平均粒径が数ないし数１０μｍのものを用いると、焼結による収縮度合いがより小さくなるため、上述したような問題を解決することができる。しかし、導電性金属粉末が焼結する際、ビアホール導体６および７の近傍にある内部電極４および５のための導電性金属粉末が、より粒径の大きなビアホール導体６および７にある導電性金属粉末に引かれていくため、ビアホール導体６および７の近傍において、内部電極４および５が消散し、ビアホール導体６および７と内部電極４および５との間において電気的接合不良が生じることがある。
【００１５】
このような問題は、図１に示した積層型セラミックコンデンサ１に限らず、内部電極とこれに接続されるビアホール導体とを備え、これら内部電極とビアホール導体とが導電性ペーストによって形成され、かつ焼成工程を経て製造されるものであれば、どのような積層型セラミック電子部品の製造においても遭遇し得る。
【００１６】
そこで、この発明の目的は、上述のような問題を解決し得る、積層型セラミック電子部品の製造方法を提供しようとすることである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径についての条件を特定の範囲に選ぶことにより、上述した課題を解決することを特徴としている。
【００１８】
この発明に係る積層型セラミック電子部品の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートを用意する工程と、セラミックグリーンシートの特定のものに内部電極用導電性ペーストを付与することによって、内部電極を形成する工程と、複数のセラミックグリーンシートを積層することによって、生の積層体を得る工程と、生の積層体またはセラミックグリーンシートの特定のものに貫通孔を設けるとともに、貫通孔内にビアホール用導電性ペーストを充填することによって、内部電極の特定のものに接続されるビアホール導体を形成する工程と、生の積層体を焼成する工程とを備えている。
【００１９】
この発明では、内部電極用導電性ペーストは、その平均粒径が１μｍ以下の導電性金属粉末を含むが、前述した技術的課題を解決するため、ビアホール用導電性ペーストについては、その平均粒径が内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径の３倍以下の平均粒径を有する第１の導電性金属粉末と、この第１の導電性金属粉末の平均粒径より大きい平均粒径を有する第２の導電性金属粉末とを含むことを特徴としている。
【００２０】
第２の導電性金属粉末は、その平均粒径が４〜１５μｍの範囲にあることが好ましい。
【００２１】
また、第１の導電性金属粉末は、第１および第２の導電性金属粉末の合計重量に対して、３〜４０重量％含むことが好ましい。
【００２２】
この発明において、内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末と第１および第２の導電性金属粉末とは、互いに同じ金属からなることが好ましく、このような金属粉末としては、たとえば、ニッケルまたはニッケル合金からなるものが用いられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態の説明を、前述の図１に示した積層型セラミックコンデンサ１の製造方法について行なう。ここで、積層型セラミックコンデンサ１の構造については、前述の説明を援用する。
【００２４】
積層型セラミックコンデンサ１の製造方法に備える各工程は、基本的には、前述したとおりである。すなわち、誘電体セラミック層３となる複数のセラミックグリーンシートが用意され、セラミックグリーンシートの特定のものに内部電極用導電性ペーストを付与することによって、内部電極４および５が形成される。そして、複数のセラミックグリーンシートを積層し、次いで積層方向に圧着することによって、部品本体２となる生の積層体が作製される。この生の積層体には、貫通孔が設けられるとともに貫通孔内にビアホール用導電性ペーストが充填され、それによって、内部電極４および５の特定のものに接続されるビアホール導体６および７が形成される。
【００２５】
なお、ビアホール導体６および７を形成するため、積層前のセラミックグリーンシートに貫通孔を設けるとともに貫通孔内にビアホール用導電性ペーストを充填し、その後、複数のセラミックグリーンシートを積層し、次いで積層方向に圧着することによって、部品本体２となる生の積層体を作製するようにしてもよい。この方法は、ビアホール導体が、部品本体の厚み方向に貫通せず、厚み方向の一部において延びるように形成される場合に有利に適用される。
【００２６】
次に、生の積層体が焼成されることによって、焼結後の部品本体２が得られ、この部品本体２の主面上に外部電極８および９を形成することによって、積層型セラミックコンデンサ１が完成される。なお、外部電極８および９は、生の積層体に形成して、積層体と同時焼成を行なってもよい。
【００２７】
上述した製造方法において、部品本体２の厚み方向寸法をたとえば３００μｍ以下というように小さくするため、内部電極４および５がたとえば２μｍ以下というように薄層化され、これを可能にするため、内部電極用導電性ペーストとしては、その平均粒径が１μｍ以下のたとえばニッケルまたはニッケル合金からなる導電性金属粉末を含むものが用いられる。
【００２８】
他方、ビアホール用導電性ペーストとしては、その平均粒径が内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径の３倍以下の平均粒径、たとえば、内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径と同程度の平均粒径を有するたとえばニッケルまたはニッケル合金からなる第１の導電性金属粉末と、この第１の導電性金属粉末の平均粒径より大きい平均粒径を有するたとえばニッケルまたはニッケル合金からなる第２の導電性粉末とを含むものが用いられる。
【００２９】
上述のように、ビアホール用導電性ペーストに含まれる第１および第２の導電性金属粉末の各平均粒径を設定すれば、ビアホール導体６および７において空隙が生じにくく、ビアホール導体６および７の近傍でのクラックが生じにくく、また、ビアホール導体６および７と内部電極４および５との電気的接合不良が生じにくいようにすることができる。
【００３０】
ここで、第１の導電性金属粉末は、特に、内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末が平均粒径のより大きな第２の導電性金属粉末に引かれることを防止し、ビアホール導体６および７と内部電極４および５との電気的接合不良を抑制するように作用する。また、第２の導電性金属粉末は、特に、焼成時の焼結による収縮度合いを低減し、ビアホール導体６および７における空隙の発生やビアホール導体６および７の近傍におけるクラックの発生を抑制するように作用する。
【００３１】
上述の第２の導電性金属粉末は、その平均粒径が４〜１５μｍの範囲にあることが好ましい。第２の導電性金属粉末の平均粒径を、この範囲に選ぶことにより、上述した作用をより確実に発揮させることができるとともに、平均粒径が大きくなりすぎたときに生じ得るビアホール導体６および７の形成のための貫通孔へのビアホール用導電性ペーストの充填不足の問題をより確実に回避することができる。
【００３２】
また、第１の導電性金属粉末は、第１および第２の導電性金属粉末の合計重量に対して、３〜４０重量％含むことが好ましい。第１の導電性金属粉末の重量比率を、このように選ぶことにより、前述した効果をより確実に発揮させることができる。
【００３３】
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。この実験例では、図１に示した積層型セラミックコンデンサ１を試料として作製した。
【００３４】
（実験例１）
厚み３μｍのセラミックグリーンシートを用意し、セラミックグリーンシート上に、内部電極４および５を形成するため、内部電極用導電性ペーストを印刷した。ここで、内部電極用導電性ペーストとして、平均粒径０．５μｍのニッケルからなる導電性金属粉末を含むものを用いた。
【００３５】
次に、１００枚のセラミックグリーンシートを積層し、積層方向に圧着することによって、生の積層体を得た。この生の積層体に、レーザを用いて、ビアホール導体６および７のための貫通孔を形成し、貫通孔内に、ビアホール用導電性ペーストを充填した。ここで、ビアホール用導電性ペーストとして、表１の「金属粉末平均粒径」の欄に示す各平均粒径を有するニッケルからなる「第１の金属粉末」と「第２の金属粉末」とを含むものを用いた。なお、「第１の金属粉末」と「第２の金属粉末」とは、表１に示した各試料について、重量比で、３０：７０の割合で混合した。
【００３６】
次に、上述の生の積層体を個々の積層型セラミックコンデンサ１のための部品本体２を得るためにカットし、カットされた生の積層体チップを１３００℃の温度で焼成し、焼結後の部品本体２を得、さらに、外部電極８および９を形成することによって、試料となる積層型セラミックコンデンサ１を得た。
【００３７】
得られた積層型セラミックコンデンサ１について、ビアホール導体６および７における空隙の発生、ビアホール導体６および７の近傍でのクラックの発生、およびビアホール導体６および７と内部電極４および５との電気的接合不良の発生を評価し、それぞれの発生率を求めた。これらの結果が、表１の「不良発生率」における「空隙」、「クラック」および「接合不良」の各欄に示されている。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
表１から、平均粒径のより小さい第１の金属粉末が、内部電極用導電性ペーストに含まれる金属粉末の平均粒径（０．５μｍ）の３倍以下の平均粒径すなわち１．５μｍ以下の平均粒径を有している、試料１〜８では、「接合不良」を抑制できることがわかる。これは、ビアホール用導電性ペーストに、平均粒径の小さい第１の金属粉末を混合したことにより、焼成の際、内部電極用導電性ペーストに含まれる金属粉末が、ビアホール用導電性ペーストに含まれる平均粒径のより大きな第２の金属粉末に引かれなくなったためであると考えられる。
【００４０】
他方、ビアホール用導電性ペーストに含まれる平均粒径のより大きい第２の金属粉末については、特に４〜１５μｍの範囲の平均粒径とすることにより、試料２〜１０のように、「空隙」および「クラック」が発生しないことがわかる。これは、平均粒径のより大きな第２の金属粉末をビアホール用導電性ペーストに混合することにより、焼成時の焼結による収縮の度合いがより小さくなったためであると考えられる。
【００４１】
なお、第２の金属粉末の平均粒径が１５μｍを超えて大きくなった場合には、試料５のように、ビアホール導体６および７のための貫通孔への導電性ペーストの充填不足が発生した。
【００４２】
（実験例２）
次に、上述の実験例１における第１の金属粉末の平均粒径を０．５μｍおよび第２の金属粉末の平均粒径を１５μｍに固定しながら、第１の金属粉末と第２の金属粉末との混合比率を、表２に示すように変化させ、同様の評価を行なった。その評価結果が表２に示されている。
【００４３】
【表２】
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【００４４】
表２から、第１の金属粉末の混合比率を３〜４０重量％とされた試料１２〜１５において、「空隙」、「クラック」および「接合不良」のいずれにおいても、不良発生率を０％に抑え得ることがわかる。
【００４５】
図２は、この発明に係る製造方法が適用される積層型セラミック電子部品の他の例としての積層型セラミックコンデンサ１１を示す断面図である。この積層型セラミックコンデンサ１１の構造は、たとえば、特開２００１−１８５４４２号公報に記載されている。
【００４６】
積層型セラミックコンデンサ１１は、部品本体１２を備えている。部品本体１２は、複数の誘電体セラミック層１３をもって構成される積層構造を有している。
【００４７】
部品本体１２の内部には、複数の誘電体セラミック層１３間の特定の界面に沿って、各々複数の第１および第２の内部電極１４および１５が形成されている。第１および第２の内部電極１４および１５は積層方向に交互に配置される。
【００４８】
また、部品本体１２には、各々複数の第１および第２のビアホール導体１６および１７が設けられる。第１の内部電極１４は、第２のビアホール導体１７に対しては電気的に絶縁されながら、第１のビアホール導体１６に電気的に接続される。第２の内部電極１５は、第１のビアホール導体１６に対しては電気的に絶縁されながら、第２のビアホール導体１７に電気的に接続される。
【００４９】
第１および第２のビアホール導体１６および１７は、交互に配列されながら、部品本体１２を厚み方向に貫通するように設けられ、部品本体１２の両主面上には、第１のビアホール導体１６に電気的に接続される第１の外部電極１８および第２のビアホール導体１７に電気的に接続される第２の外部電極１９が形成される。
【００５０】
このような積層型セラミックコンデンサ１１は、等価直列インダクタンスの低減を目的として提案されたものである。
【００５１】
このような積層型セラミックコンデンサ１１を製造する場合にも、複数のセラミックグリーンシートを用意する工程と、セラミックグリーンシートの特定のものに内部電極用導電性ペーストを付与することによって、内部電極１４および１５を形成する工程と、複数のセラミックグリーンシートを積層することによって、生の積層体を得る工程と、生の積層体またはセラミックグリーンシートに貫通孔を設けるとともに、貫通孔内にビアホール用導電性ペーストを充填することによって、内部電極の特定のものに接続されるビアホール導体１６および１７を形成する工程と、生の積層体を焼成する工程とが実施される。
【００５２】
したがって、図１に示した積層型セラミックコンデンサ１の場合と同様の問題に遭遇し、したがって、内部電極用導電性ペーストとして、その平均粒径が１μｍ以下の導電性金属粉末を含むものが用いられる場合、ビアホール用導電性ペーストとして、その平均粒径が内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径の３倍以下の平均粒径を有する第１の導電性金属粉末と、第１の導電性金属粉末の平均粒径より大きい平均粒径を有する第２の導電性金属粉末とを含むものを用いれば、上述のような問題を生じさせにくくすることができる。
【００５３】
導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末についてのその他の好ましい条件については、積層型セラミックコンデンサ１の場合と実質的に同様である。
【００５４】
この発明は、図１および図２にそれぞれ示した積層型セラミックコンデンサ１および１１を製造する場合に限らず、内部電極とビアホール導体とが接続される構造を有するものであれば、たとえば多層セラミック基板のような他の積層型セラミック電子部品の製造にも適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、積層型セラミック電子部品の薄型化のために、内部電極用導電性ペーストとして、その平均粒径が１μｍ以下の導電性金属粉末を含むものが用いられる場合、ビアホール用導電性ペーストとして、その平均粒径が内部電極用導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末の平均粒径の３倍以下の平均粒径を有する第１の導電性金属粉末と、第１の導電性金属粉末の平均粒径より大きい平均粒径を有する第２の導電性金属粉末とを含むものが用いられることにより、得られた積層型セラミック電子部品において、ビアホール導体での空隙やビアホール導体の近傍でのクラックやビアホール導体と内部電極との電気的接合不良を生じさせにくくすることができる。したがって、特に薄型化が図られる積層型セラミック電子部品において、このような効果が顕著になり、その良品率を高めることができる。
【００５６】
この発明において、第２の導電性金属粉末の平均粒径が４〜１５μｍの範囲に選ばれると、ビアホールでの空隙やビアホールの近傍でのクラックをより確実に防止することができるとともに、ビアホールのための貫通孔への導電性ペーストの充填不足を確実に防止することができる。
【００５７】
また、この発明において、第１の導電性金属粉末が、第１および第２の導電性金属粉末の合計重量に対して、３〜４０重量％含むようにされると、前述したこの発明による効果をより確実に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る製造方法が適用される積層型セラミック電子部品の一例としての積層型セラミックコンデンサ１を示す断面図である。
【図２】この発明に係る製造方法が適用される積層型セラミック電子部品の他の例としての積層型セラミックコンデンサ１１を示す断面図である。
【符号の説明】
１，１１  積層型セラミックコンデンサ
２，１２  部品本体
３，１３  誘電体セラミック層
４，５，１４，１５  内部電極
６，７，１６，１７  ビアホール導体
【図１】
2004273662.tif 000005
【図２】
2004273662.tif 000006