(57)【要約】【課題】内部電極と外部電極の接合部分（該接合部分とセラミック層の隙間など）からの水分の浸入を防止することが可能で、信頼性の高い電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】セラミック素子１の内部電極２が引き出された端面１ａ，１ｂを含む領域に導電ペーストを塗布し、熱処理温度、熱処理雰囲気中の酸素濃度、及び、熱処理時間を所定の条件に制御して熱処理（一次熱処理）を行い、導電ペーストを焼き付けた後、セラミック素子１を常温に戻した後、セラミック素子１を、一次熱処理工程における熱処理温度及び酸素濃度よりも低い熱処理温度及び酸素濃度で、かつ、一次熱処理工程における熱処理時間よりも長い時間熱処理を行うことにより、内部電極２と外部電極４の接合部分に内部電極２を構成する金属を多く析出させて、水分に対するシール性を向上させる。【選択図】　　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素子中に配設された内部電極がセラミック素子の端面に引き出され、該端面に配設された外部電極に接続された構造を有する電子部品の製造方法であって、
前記セラミック素子の内部電極が引き出された端面を含む領域に、導電ペーストを塗布し、（ａ）熱処理温度、（ｂ）熱処理雰囲気中の酸素濃度、及び、（ｃ）熱処理時間を所定の条件に制御して熱処理を行うことにより、導電ペーストを焼き付ける一次熱処理工程と、
前記一次熱処理が行われた前記セラミック素子を常温に戻す工程と、
前記セラミック素子を、
（ａ’）前記一次熱処理工程における熱処理温度よりも低い熱処理温度、
（ｂ’）前記一次熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度よりも低い酸素濃度、及び
（ｃ’）前記一次熱処理工程における熱処理時間よりも長い熱処理時間
の各条件を満たす熱処理条件下で熱処理する二次熱処理工程と
を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記内部電極がＮｉ又はＮｉを主成分とする材料からなるものであり、前記外部電極がＣｕ又はＣｕを主成分とする材料からなるものであることを特徴とする請求項１記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記内部電極がＮｉ又はＮｉを主成分とする材料からなるものであり、前記外部電極がＣｕ又はＣｕを主成分とする材料からなるものである場合に、
一次熱処理工程において、
（ａ）熱処理温度を７５０〜９５０℃、
（ｂ）熱処理雰囲気中の酸素濃度を５０〜１００ｐｐｍ、
（ｃ）熱処理時間を５〜６０ｍｉｎ
とし、
二次熱処理工程において、
（ａ’）熱処理温度を一次熱処理の熱処理温度よりも５０〜１００℃低くし、
（ｂ’）熱処理雰囲気中の酸素濃度を一次熱処理の酸素濃度よりも２０〜５０　ｐｐｍ低くし、
（ｃ’）熱処理時間を一次熱処理の熱処理時間よりも１０〜２５ｍｉｎ長くすること
を特徴とする請求項２記載の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】
本発明は電子部品の製造方法に関し、詳しくは、セラミック素子中に配設された内部電極が、セラミック素子の端面に引き出され、該端面に配設された外部電極に接続された構造を有する電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図１に示すように、代表的な電子部品の一つである表面実装型の積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素子（電子部品素子）１中に、複数の内部電極２がセラミック層３を介して積層、配設され、かつ、セラミック層３を介して互いに対向する内部電極２が交互にセラミック素子（電子部品素子）１の逆側の端面に引き出されて、セラミック素子１の両端面に形成された一対の外部電極４に接続された構造を有している。
【０００３】
そして、このような構造を有する積層セラミックコンデンサ（電子部品）１０を製造する場合において、外部電極４は、通常、セラミック素子１の両端部に導電ペーストを塗布した後、所定の条件下で導電ペーストを焼き付けることにより形成されている。
【０００４】
しかし、上記従来の方法で製造された積層セラミックコンデンサ（電子部品）１０においては、内部電極２と外部電極４のそれぞれを構成する金属が相互拡散することによって、内部電極２と外部電極４の接合が行われており、耐湿性試験等を行う際などに、セラミック素子１の端面の、内部電極２と外部電極４の接合部分（該接合部分とセラミック層の隙間など）から、水分がセラミック素子中に侵入し、特性の劣化を招くという問題点がある。
【０００５】
なお、上記の問題点は積層セラミックコンデンサに限らず、積層インダクタ、積層バリスタなど、セラミック素子中に配設された内部電極が、セラミック素子の端面に引き出され、該端面に配設された外部電極に接続された構造を有する電子部品に当てはまるものである。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、内部電極と外部電極の接合部分（該接合部分とセラミック層の隙間など）からの水分の浸入を防止することが可能で、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することが可能な電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明（請求項１）の電子部品の製造方法は、
セラミック素子中に配設された内部電極がセラミック素子の端面に引き出され、該端面に配設された外部電極に接続された構造を有する電子部品の製造方法であって、
前記セラミック素子の内部電極が引き出された端面を含む領域に、導電ペーストを塗布し、（ａ）熱処理温度、（ｂ）熱処理雰囲気中の酸素濃度、及び、（ｃ）熱処理時間を所定の条件に制御して熱処理を行うことにより、導電ペーストを焼き付ける一次熱処理工程と、
前記一次熱処理が行われた前記セラミック素子を常温に戻す工程と、
前記セラミック素子を、
（ａ’）前記一次熱処理工程における熱処理温度よりも低い熱処理温度、
（ｂ’）前記一次熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度よりも低い酸素濃度、及び
（ｃ’）前記一次熱処理工程における熱処理時間よりも長い熱処理時間
の各条件を満たす熱処理条件下で熱処理する二次熱処理工程と
を具備することを特徴としている。
【０００８】
セラミック素子の内部電極が引き出された端面を含む領域に導電ペーストを塗布し、熱処理温度、熱処理雰囲気中の酸素濃度、及び、熱処理時間を所定の条件に制御して熱処理（一次熱処理）を行い、導電ペーストを焼き付けた後、セラミック素子を常温に戻した後、セラミック素子を、一次熱処理工程における熱処理温度及び酸素濃度よりも低い熱処理温度及び酸素濃度で、かつ、一次熱処理工程における熱処理時間よりも長い時間熱処理を行うことにより、内部電極と外部電極の接合部分に内部電極を構成する金属を多く析出させることが可能になり、水分に対するシール性を向上させることができるようになる。
【０００９】
なお、本発明においては、内部電極及び外部電極の構成材料の種類に特別の制約はなく、内部電極及び外部電極が貴金属材料からなるものである場合、あるいは、内部電極及び外部電極が卑金属材料からなるものである場合のいずれの場合にも本発明を適用することが可能である。また、場合によっては、内部電極と外部電極のいずれか一方が卑金属で、他方が貴金属であるような場合にも適用することが可能である。
【００１０】
また、請求項２の電子部品の製造方法は、前記内部電極がＮｉ又はＮｉを主成分とする材料からなるものであり、前記外部電極がＣｕ又はＣｕを主成分とする材料からなるものであることを特徴としている。
【００１１】
内部電極がＮｉ又はＮｉを主成分とする材料からなるものであり、外部電極がＣｕ又はＣｕを主成分とする材料からなるものである場合に本発明を適用することにより、内部電極と外部電極の接合部分に内部電極を構成する金属（Ｎｉ）を多く析出させて、水分に対するシール性を向上させることができるようになる。
【００１２】
また、請求項３の電子部品の製造方法は、
前記内部電極がＮｉ又はＮｉを主成分とする材料からなるものであり、前記外部電極がＣｕ又はＣｕを主成分とする材料からなるものである場合に、
一次熱処理工程において、
（ａ）熱処理温度を７５０〜９５０℃、
（ｂ）熱処理雰囲気中の酸素濃度を５０〜１００ｐｐｍ、
（ｃ）熱処理時間を５〜６０ｍｉｎ
とし、
二次熱処理工程において、
（ａ’）熱処理温度を一次熱処理の熱処理温度よりも５０〜１００℃低くし、
（ｂ’）熱処理雰囲気中の酸素濃度を一次熱処理の酸素濃度よりも２０〜５０　ｐｐｍ低くし、
（ｃ’）熱処理時間を一次熱処理の熱処理時間よりも１０〜２５ｍｉｎ長くすること
を特徴としている。
【００１３】
一次熱処理工程において、熱処理温度を７５０〜９５０℃、熱処理雰囲気中の酸素濃度を５０〜１００ｐｐｍ、熱処理時間を５〜６０ｍｉｎとし、二次熱処理工程において、熱処理温度を一次熱処理の熱処理温度よりも５０〜１００℃低くし、熱処理雰囲気中の酸素濃度を一次熱処理の酸素濃度よりも２０〜５０ｐｐｍ低くし、熱処理時間を一次熱処理の熱処理時間よりも１０〜２５ｍｉｎ長くすることにより、Ｎｉ又はＮｉを主成分とする材料からなる内部電極と、Ｃｕ又はＣｕを主成分とする材料からなる外部電極の接合部分に、内部電極を構成する金属（Ｎｉ）を多く析出させて、水分に対するシール性を向上させることが可能になる。
【００１４】
なお、二次熱処理工程の熱処理温度を一次熱処理工程の熱処理温度に比べて５０〜１００℃低くしたのは、内部電極を構成する金属の析出量を制御するためである。すなわち、二次熱処理工程の熱処理温度を一次熱処理工程の熱処理温度と同等以上にすると、二次熱処理工程において内部電極を構成する金属が多く析出することになり、これによって内部電極が電子部品素子端面から突出し、この内部電極の突出によって、外部電極と電子部品素子との間に空洞ができる。逆に二次熱処理工程の熱処理温度が低すぎると、内部電極を構成する金属の析出が少なくなり、水分に対する十分なシール性が得られなくなる。
また、二次熱処理工程の酸素濃度を一次熱処理工程の酸素濃度に比べて２０〜５０ｐｐｍ低くしたのは、内部電極を構成する金属の析出量を制御するためである。すなわち、二次熱処理工程の酸素濃度を一次熱処理工程の酸素濃度と同等以上にすると、内部電極を構成する金属の析出が少なくなり、水分に対する十分なシール性が得られなくなる。逆に、二次熱処理工程の酸素濃度が低すぎると、セラミック層が還元され、所望の特性が得られなくなる。
さらに、二次熱処理工程の熱処理時間を一次熱処理工程の熱処理時間に比べて１０〜２５ｍｉｎ長くしたのは、内部電極を構成する金属の析出量を制御するためである。二次熱処理工程の熱処理時間を一次熱処理工程の熱処理時間と同等以下にすると、内部電極を構成する金属の析出が少なくなり、水分に対する十分なシール性が得られなくなる。逆に、二次熱処理工程の熱処理時間が長すぎると、二次熱処理工程において内部電極を構成する金属が多く析出することになり、これによって内部電極が電子部品素子端面から突出し、この内部電極の突出によって、外部電極と電子部品素子との間に空洞ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
この実施形態では、積層セラミックコンデンサの製造工程において、図１に示すように、セラミック素子（電子部品素子）１中に、複数の内部電極２がセラミック層３を介して積層、配設され、かつ、セラミック層３を介して互いに対向する内部電極２が交互にセラミック素子（電子部品素子）１の逆側の端面に引き出されて、セラミック素子１の両端面に形成された一対の外部電極４に接続された構造を有する積層セラミックコンデンサ（電子部品）１０を製造する場合を例にとって説明する。
【００１６】
（１）電子部品素子（セラミック素子）の作製
図２に示すように、複数の内部電極２がセラミック層（誘電体層）３を介して積層、配設され、かつ、セラミック層３を介して互いに対向する内部電極２が交互に逆側の端面（一方の端面１ａ，及び他方の端面１ｂ）に引き出された構造を有する電子部品素子（セラミック素子）１を作製した。
【００１７】
具体的には、図３に部分的に示すように、セラミック層（誘電体層）３となる誘電体セラミックグリーンシート３ａ上に、Ｎｉ粉末を導電成分とする導体ペーストを印刷塗布することにより、内部電極２となる内部電極パターン２２を形成した後、各誘電体セラミックグリーンシート３ａと、電極パターンの配設されていないセラミックグリーンシート（外層用シート）３ｂを、内部電極層２が互いに対向するように積層・熱圧着し、製品（積層セラミックコンデンサ）の形状、寸法に応じて裁断した後、所定の条件で焼成することにより、図２に示すような焼結済みのセラミック素子１を作製した。
【００１８】
（２）外部電極の形成
それから、バレル研磨を行って、セラミック素子１の端面１ａ，１ｂに内部電極２を確実に露出させ、ディッピング工法によって、導電ペーストをセラミック素子１の端面１ａ，１ｂを含む領域に塗布した。
【００１９】
（３）一次熱処理及び二次熱処理
次に、表１に示すような条件で、熱処理温度、雰囲気中の酸素濃度、熱処理時間を変化させて一次熱処理を行った。
それから、一次熱処理が行われたセラミック素子を常温に戻した後、表１に示すような条件で、熱処理温度、雰囲気中の酸素濃度、熱処理時間を変化させて二次熱処理を行い、図１に示すような構造を有する積層セラミックコンデンサ１０を得た。
【００２０】
（４）耐湿性試験
そして、得られた積層セラミックコンデンサ１０について、７０℃、相対湿度９５％、定格電圧で１０００時間の耐湿負荷試験を行って、耐湿性を調べた。その結果を表１に併せて示す。
【００２１】
【表１】
2004079618.tif 000003
【００２２】
表１に示すように、熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５分間の条件で熱処理（一次熱処理）しただけで、二次熱処理を行っていない試料番号１の試料の場合、図４（ａ）に示すように、空隙又はガラス層１１に遮られて、金属の相互拡散による接合部分（接合領域）Ａが細くしか形成されず、内部電極２と外部電極４の接合部分（接合領域）Ａと、セラミック層３との隙間などからの水分の侵入を抑制する効果が不十分になり、耐湿負荷試験において、７２個の試料中１５個の試料に不良が発生した。
【００２３】
また、熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５分間の条件で一次熱処理した後、常温に戻し、再び、熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５分間の条件（一次熱処理の条件と同じ条件）で二次熱処理した試料番号２の試料の場合、図４（ｂ）に示すように、空隙又はガラス層１１に遮られて、金属の相互拡散による接合部分（接合領域）Ａがそれほど太くは形成されず、内部電極２と外部電極４の接合部分（接合領域）Ａと、セラミック層３との隙間などからの水分の侵入を抑制する効果が不十分になり、耐湿負荷試験において、７２個の試料中１５個の試料に不良が発生した。
【００２４】
これに対して、熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５分間の条件で一次熱処理した後、常温に戻し、再び、熱処理温度７５０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ、熱処理時間３０分間の条件（一次熱処理工程におけるよりも低い熱処理温度、低い酸素濃度、長い熱処理時間の条件）で二次熱処理した試料番号３の試料（本発明の実施形態の試料）の場合、図４（ｃ）に示すように、内部電極２と外部電極４との間の空隙又はガラス層１１中に内部電極材料（Ｎｉ）が析出し、内部電極２（あるいは内部電極２と外部電極４の接合部分（接合領域）Ａ）とセラミック素子１の隙間が塞がれるため、耐湿性が向上し、耐湿負荷試験において、７２個の試料中、不良が発生したものはなかった。
【００２５】
また、表２に示すような条件で、熱処理温度、雰囲気中の酸素濃度、熱処理時間を変化させて一次熱処理を行うとともに、一次熱処理が行われたセラミック素子を常温に戻した後、熱処理温度、雰囲気中の酸素濃度、熱処理時間を表２に示すような条件で変化させて二次熱処理を行った。
そして、得られた積層セラミックコンデンサについて、７０℃、相対湿度９５％、定格電圧で１０００時間の耐湿負荷試験を行って、耐湿性を調べた。その結果を表２に併せて示す。
【００２６】
【表２】
2004079618.tif 000004
【００２７】
表２に示すように、一次熱処理と二次熱処理における熱処理温度が同じである試料番号４（一次熱処理工程の熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５ｍｉｎ、二次熱処理工程の熱処理温度８５０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ、熱処理時間３０ｍｉｎ）では、良好な耐湿性を得ることができなかった。
【００２８】
また、一次熱処理と二次熱処理における酸素濃度が同じである試料番号５（一次熱処理工程の熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５ｍｉｎ、二次熱処理工程の熱処理温度７５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間３０ｍｉｎ）でも、良好な耐湿性を得ることができなかった。
【００２９】
また、一次熱処理と二次熱処理における熱処理時間が同じである試料番号６（一次熱処理工程の熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５ｍｉｎ、二次熱処理工程の熱処理温度７５０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ、熱処理時間５ｍｉｎ）でも、良好な耐湿性を得ることができなかった。
【００３０】
また、試料番号３（本発明の要件を満たす試料）に比べて、二次熱処理における熱処理温度を上げた試料番号７（一次熱処理工程の熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５ｍｉｎ、二次熱処理工程の熱処理温度８００℃、酸素濃度５０ｐｐｍ、熱処理時間３０ｍｉｎ）では、試料番号３よりはいくらか劣るが一応実用可能な耐湿性を確保することができた。
【００３１】
また、試料番号３（本発明の要件を満たす試料）に比べて、二次熱処理における酸素濃度を上げた試料番号８（一次熱処理工程の熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５ｍｉｎ、二次熱処理工程の熱処理温度７５０℃、酸素濃度８０ｐｐｍ、熱処理時間３０ｍｉｎ）では、試料番号３よりはいくらか劣るが一応実用可能な耐湿性を確保することができた。
【００３２】
また、試料番号３（本発明の要件を満たす試料）に比べて、二次熱処理における熱処理時間を１５分と短くした試料番号９（一次熱処理工程の熱処理温度８５０℃、酸素濃度１００ｐｐｍ、熱処理時間５ｍｉｎ、二次熱処理工程の熱処理温度７５０℃、酸素濃度５０ｐｐｍ、熱処理時間１５ｍｉｎ）では、試料番号３よりはいくらか劣るが一応実用可能な耐湿性を確保することができた。
以上の結果より、本発明の方法によれば、電子部品の耐湿性を向上させることが可能になることがわかる。
【００３３】
なお、上記実施形態では、積層セラミックコンデンサを例にとって説明したが、本発明は積層セラミックコンデンサに限られるものではなく、積層インダクタ、積層バリスタなど、セラミック素子中に配設された内部電極がセラミック素子の端面に引き出され、該端面に配設された外部電極に接続された構造を有する種々の電子部品を製造する場合に適用することが可能である。
【００３４】
また、上記実施形態では、内部電極がＮｉ電極、外部電極がＣｕ電極であって、いずれも卑金属電極である場合を例にとって説明したが、本発明は、内部電極及び外部電極が他の卑金属からなるものである場合にも適用することが可能である。また、本発明は内部電極及び外部電極が貴金属電極である場合にも適用することが可能である。
【００３５】
本発明はさらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００３６】
【発明の効果】
上述のように、本発明（請求項１）の電子部品の製造方法は、セラミック素子の内部電極が引き出された端面を含む領域に導電ペーストを塗布し、熱処理温度、熱処理雰囲気中の酸素濃度、及び、熱処理時間を所定の条件に制御して熱処理（一次熱処理）を行い、導電ペーストを焼き付けた後、セラミック素子を常温に戻した後、セラミック素子を、一次熱処理工程における熱処理温度及び酸素濃度よりも低い熱処理温度及び酸素濃度で、かつ、一次熱処理工程における熱処理時間よりも長い時間熱処理を行うようにしてるので、内部電極と外部電極の接合部分に内部電極を構成する金属を多く析出させることが可能になり、水分に対するシール性を向上させることが可能になる。
【００３７】
また、請求項２の電子部品の製造方法のように、内部電極がＮｉ又はＮｉを主成分とする材料からなるものであり、外部電極がＣｕ又はＣｕを主成分とする材料からなるものである場合に本発明を適用することにより、内部電極と外部電極の接合部分に内部電極を構成する金属（Ｎｉ）を多く析出させて、水分に対するシール性を確実に向上させることが可能になる。
【００３８】
また、請求項３の電子部品の製造方法のように、内部電極がＮｉ又はＮｉを主成分とする材料からなり、外部電極がＣｕ又はＣｕを主成分とする材料からなるものである場合において、一次熱処理工程における熱処理温度を７５０〜９５０℃、熱処理雰囲気中の酸素濃度を５０〜１００ｐｐｍ、熱処理時間を５〜６０ｍｉｎとし、二次熱処理工程における熱処理温度を一次熱処理の熱処理温度よりも５０〜　１００℃低くし、熱処理雰囲気中の酸素濃度を一次熱処理の酸素濃度よりも２０　〜５０ｐｐｍ低くし、熱処理時間を１０〜２５ｍｉｎ長くすることにより、Ｎｉ又はＮｉを主成分とする材料からなる内部電極と、Ｃｕ又はＣｕを主成分とする材料からなる外部電極の接合部分に内部電極を構成する金属を多く析出させて、水分に対するシール性をさらに確実に向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電子部品の製造方法により製造される積層セラミックコンデンサ（電子部品）の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の電子部品の製造方法の一工程において形成されるセラミック素子（電子部品素子）を示す断面図である。
【図３】本発明の電子部品の製造方法の一工程において形成されるセラミック素子（電子部品素子）の分解斜視図である。
【図４】（ａ）は比較例の試料の内部電極と外部電極の接合部分（接合領域）の形状を模式的に示す断面図、（ｂ）は他の比較例の試料の内部電極と外部電極の接合部分（接合領域）の形状を模式的に示す断面図、（ｃ）は本発明の一実施形態にかかる方法により製造された試料の内部電極と外部電極の接合部分（接合領域）の形状を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　セラミック素子（電子部品素子）
１ａ，１ｂ　　　　セラミック素子の端面
２　　　　　　　　内部電極
３　　　　　　　　セラミック層（誘電体層）
３ａ　　　　　　　誘電体セラミックグリーンシート
３ｂ　　　　　　　セラミックグリーンシート（外層用シート）
４　　　　　　　　外部電極
１０　　　　　　　積層セラミックコンデンサ（電子部品）
１１　　　　　　　空隙又はガラス層
２２　　　　　　　内部電極パターン
Ａ　　　　　　　　接合部分（接合領域）Ａ
【図１】
2004079618.tif 000005
【図２】
2004079618.tif 000006
【図３】
2004079618.tif 000007
【図４】
2004079618.tif 000008