(57)【要約】【課題】積層セラミック電子部品の高積層化にともなって、内部電極用パターンが形成された個所と形成されない個所で内部電極の厚みによる段差が生じ、積層数が多ければ多いほどこの段差の合計量が増加し、外部クラック、内部構造欠陥の発生や焼成後の積層体の上下面が膨らんだ枕状の異形状になるといった不都合があった。【解決手段】セラミックシートと内部電極とを交互に積層して積層体ブロックを作製し、これを個片の積層体に切断後に上下方向より加圧することにより内部電極厚みによる段差を緩和し、外部クラック、内部構造欠陥や枕状の異形状の発生を抑制する。【選択図】図１
2005197557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機粉末と有機物を混合して作製したセラミックシートと内部電極とを交互に積層して積層体ブロックを得る第１の工程と、前記積層体ブロックを個片の積層体に切断する第２の工程と、前記切断後の積層体を上下方向に加圧する第３の工程と、前記積層体を焼成する第４の工程とを備える積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
第２工程における切断は回転刃による切断である請求項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】
第２工程における切断は張設した線条の往復運動により切断を行うワイヤーソーを用いる切断である請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
第３工程における加圧は加圧後の積層体の厚みが加圧前の厚みの９０％〜９９％の範囲内になるように加圧する請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
第３工程における加圧により容量調整を行う請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
第３工程における加圧により積層体の厚み方向と直交する長手方向の側面形状が中央部がふくらんだ形状とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項７】
幅方向の側面形状において中央部の寸法が上下部の寸法より１〜４％大きくなるように加圧する請求項６に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
【０００３】
積層セラミックコンデンサを始めとする積層セラミック電子部品は、より小型化、高性能化するためにそのセラミック層や内部電極の薄層化と高積層化が進んでおり、高積層化では積層数が数１００層以上になるものが生産されている。このような高積層化にともなって、内部電極用パターンが形成された個所と形成されない個所とには必ず内部電極の厚みによる段差が生じ、積層数が多ければ多いほどこの段差の合計量が増加し、外部クラック、内部構造欠陥の発生や焼成後の積層体の上下面が膨らんだ枕状の異形状になるといった不都合があり、これを解消するため内部電極により形成される段差を解消するための方法が種々提案されており、例えば特許文献１には段差解消用パターンを介在させて積層する方法が開示されている。
【０００４】
なお、内部電極による段差を有する積層体を焼成した場合、焼成後の積層体の上下面が膨らんだ枕状の形状となるのは、内部電極用パターンが形成されていない部分は積層時に圧力がかかりにくく、焼成収縮が大きくなるためであり、このような枕状の形状では直方体の積層セラミック電子部品の４隅が丸くなってしまうため、回路基板などへの実装時に実装機で正確な認識ができず実装の不具合を引き起こす原因となる。
【特許文献１】特開平６−９６９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような段差解消用パターンを介在させる方法においては、積層数が増加するため、積層セラミックコンデンサの製造工程が長くなるという問題や、また段差解消用パターンを内部電極が形成された個所以外の部分に精度良く配置する必要があり、工程が複雑になるなどの問題点を有していた。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような段差解消用のパターンを使用することなく量産に適した簡単な方法で、内外部の欠陥や枕状の異形状化を抑制することができる積層セラミック電子部品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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、セラミックシートと内部電極とを交互に積層して積層体ブロックを作製し、これを個片の積層体に切断後に上下方向より加圧することにより内部電極厚みによる段差を緩和し、外部クラック、内部構造欠陥や枕状の異形状の発生を抑制できる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、積層体ブロックの切断は回転刃により行うものであり、回転刃の刃幅による切断溝が確実に形成されるため、切断後の加圧により切断した隣接する積層体個片どうしが再度くっついてしまうことを防止し、効果的な加圧により内部電極厚みによる段差を緩和し、内部構造欠陥や枕状の異形状の発生を抑制できる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第２工程における積層体ブロックの切断は張設した線条の往復運動により切断を行うワイヤーソーを用いて切断するものであり、線条の往復運動により切断溝が確実に形成されるため、切断後の加圧により切断した隣接する積層体個片どうしが再度くっついてしまうことを防止し、効果的な加圧により内部電極厚みによる段差を緩和し、外部クラック、内部構造欠陥や枕状の異形状の発生を抑制できる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、加圧後の積層体の厚みが加圧前の厚みの９０％〜９９％の範囲内になるように加圧するものであり、加圧前後の厚み変化を制御することにより加圧力を適切な範囲にできるため、加圧しすぎによる積層体個片の変形を防止するとともに、より効果的に内部電極厚みによる段差を緩和し、内部構造欠陥や枕状の異形状の発生を抑制できる。
【００１２】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、切断後の積層体を加圧することにより焼成後の積層セラミックコンデンサの容量調整を行うものであり、適度の加圧により微小な容量調整を行い、容量精度の良い積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、切断後の積層体を加圧することにより積層体の厚み方向と直交する長手方向（両端部に外部電極が形成される方向で、Ｌ方向と呼称する）の側面形状を中央部がふくらんだ形状とすることにより、圧力がかかりにくく焼成による収縮が上下面に比べて大きいため、焼成後に凹面形状に変形しやすい長手方向（Ｌ方向）の側面形状を平坦にすることにより、側面を吸着した場合でも実装率の低下を起こさない積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【００１４】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、切断後の積層体を長手方向（Ｌ方向）の側面形状において中央部の寸法が上下部の寸法より１〜４％大きくなるように加圧することにより、長手方向の側面形状を平坦にできるため、この側面を吸着した場合でも実装率の低下を起こさない積層セラミックコンデンサを得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、切断後の積層体を厚み方向に上下から加圧することにより、焼成後枕状などの異形状に変形することを抑制することが可能となり、実装時の不具合を防止して実装性の向上を図ることができるとともに、微小な容量調整を可能にし、容量精度の良い積層セラミックコンデンサを得ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施の形態）
以下、一実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜７について説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態１における積層体ブロック１１の切断工程を説明するための断面図であり、支持台１０の上に積層体ブロック１１を載置し、冷却装置１３で冷却された水を冷却ノズル１４から噴射しながら回転刃１２により切断する。
【００１８】
図２は積層体ブロックを切断し、積層体個片に分割した後、積層体の上下方向から加圧する加圧工程を説明するための断面図であり、切断後支持台１０に保持されたままの積層体個片２１を加圧ヘッド２３により上下方向から加圧する。２２は切断溝であり、図中矢印は加圧方向を示す。
【００１９】
図３は切断し個々に分離した積層体個片３１の斜視図であり、３２は切断面、３３は内部電極、３４は長手方向（Ｌ方向）の側面（すなわち幅方向、厚み方向と直交する側面）を示す。
【００２０】
次に、本実施の形態における積層セラミック電子部品の製造方法を積層セラミックコンデンサを例に説明する。
【００２１】
まず、チタン酸バリウムを主成分とする無機粉末と、アクリル樹脂あるいはポリビニルブチラール樹脂などのバインダ、ジブチルフタレートなどの可塑剤を混合し、ドクターブレード法によりセラミックシートを作製する。
【００２２】
次に、セラミックシートの表面に電極ペーストをスクリーン印刷し、複数の内部電極を形成する。
【００２３】
電極ペーストは、Ｎｉ粉末を主成分とし、エチルセルロースやアクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂などを混合したものである。
【００２４】
次いで、内部電極を形成したセラミックシートを内部電極がセラミックシートを挟んで対向するように交互に積層し２６０層の積層体を作製する。
【００２５】
次に、セラミックシートが軟化する温度に加熱しながら５ＭＰａ〜２０ＭＰａで加圧し、一体化させて厚み１．０ｍｍの積層体ブロック１１を作製する。
【００２６】
その後、積層体ブロック１１を図１に示すように台座１０に固定し、回転刃１２で積層体ブロック１１の上面に対して垂直にかつ切断予定位置の一方から他方に向かって、回転刃１２を移動させながら切断する。回転刃１２は円盤状で金属基材にダイヤモンド粒子やＳｉＣ粒子を固着したものであり、その刃幅は１００μｍ〜５００μｍのものが一般的である。
【００２７】
次に、回転刃１２を平行移動させて、切断位置を確認しながら複数回、同様にして積層体ブロック１１を切断する。
【００２８】
次いで、積層体ブロック１１を回転刃１２に対して９０度回転させて、同様に複数回切断を行い、長さ（Ｌ方向の長さ）約１．８ｍｍ、幅約１．０ｍｍ、厚み１．０ｍｍの形状の積層体個片を得る。
【００２９】
続いて、積層体個片の上下方向から、加圧前後の積層体の厚みがおのおの０．８７ｍｍ、０．９０ｍｍ、０．９３ｍｍ、０．９５ｍｍ、０．９７ｍｍ（厚み寸法変化率は、おのおの８７％、９０％、９３％、９５％、９７％）になるように加圧力を調整しながら加圧した後支持台から分離する。
【００３０】
厚み寸法変化率は、加圧後の厚みを加圧前の厚みで除した数値の百分率で示した。
【００３１】
加圧後の長手方向（Ｌ方向）の側面中央部の寸法は、側面上下部の寸法に比べて（表１）に示した数値であった。
【００３２】
次いで有機物を窒素ガス中で除去した後に、内部電極となるＮｉが過度に酸化されない窒素水素の混合ガス雰囲気中で１３００℃まで昇温し、焼成し、焼結体を得る。
【００３３】
次に、焼結体の面取りを行い、両端面に導電体層を完全に露出させる。続いて、焼結体の両端面及び端面に銅を主成分とする電極ペーストを塗布した後、８００℃の窒素雰囲気中で焼付けを行って外部電極を形成し、この上にニッケル、半田のメッキを施し、積層セラミックコンデンサを作製する。
【００３４】
また、本発明の効果をより明確に示すために、積層体ブロック１１を切断後加圧していない試料番号１の断面の顕微鏡写真を図４に、また実施の形態に示す方法で加圧した試料番号４の断面の顕微鏡写真を図５に示す。
【００３５】
図４から明確なように、試料番号１の上下面は枕状の異形状になるとともに図４の左右の面（すなわち長手方向の断面）は中央部がややへこんだ形状になっているが、図５に示すように試料番号２では異形状の発生は見られず、きれいな直方体形状のものが得られている。
【００３６】
さらに試料番号１と試料番号２〜５の条件で作製した積層セラミックコンデンサについて、おのおの５０００個を用いて実装試験を行ったところ、試料番号１の実装不良率は５％であったが、試料番号２〜５の実装不良率は０であった。
【００３７】
ここで実装不良率は試料数５０００個のうち吸着ミスや認識ミスにより正常に実装できなかった試料数を百分率で示したものである。
【００３８】
また、焼成後の積層セラミックコンデンサの内部電極が露出した両端面に外部電極を形成し、作製した試料１００個について静電容量を測定し、平均値を算出した。
【００３９】
その結果を（表１）に合わせて示す。
【００４０】
【表１】
2005197557.tif 000003
【００４１】
（表１）の結果から明らかなように、切断後の加圧により、積層体の厚み寸法の変化率が９０％〜９９％の範囲内であり、かつ加圧による厚み方向と直交する側面（内部電極方向の側面）中央部の寸法変化率が１〜４％となるように加圧した試料番号２〜５は実装試験において実装不良が見られなかったのに対して、加圧していない試料番号１では試料の変形による吸着ミスのため、実装不良が大きくなっている。
【００４２】
さらに上記試料番号２〜５では、厚み方向、幅方向と直交する長手方向側面を吸着する実装実験においても吸着不良による実装ミスは見られなかった。
【００４３】
また、加圧前の試料１００個をサンプリングして測定した静電容量の平均値は４．２μＦと規格下限ぎりぎりであり、その静電容量歩留まりが約４０％であったのに対して厚み寸法の変化率が９０〜９９％となるように厚み方向の加圧を行った試料では試料番号２〜５で明らかなように容量が増加し、静電容量歩留まりも９０〜９８％と向上することができた。
【００４４】
ここで、これらの試料の静電容量値については、４．７μＦ±１０％の範囲内が規格を満足する良品である。
【００４５】
また、静電容量歩留まりについては限りなく１００％に近いことが求められるが、現実の量産においては、歩留まりとして８０％以上であることが好ましい。
【００４６】
なお、上記実施の形態においては切断に回転刃を用いたが、張設した線条の往復運動により切断を行う、いわゆるワイヤーソーを用いた場合にも同様の効果が得られた。
【００４７】
回転刃やワイヤーソーを用いて切断を行う場合、あらかじめ所定の間隔で取り付けられた複数の回転刃や線条により切断を行ってもよく、この場合には切断に要する時間が飛躍的に短縮できるとともに、一度に多数の切断溝を形成できるため、切断後に隣接する積層体個片どうしが再度くっついてしまう不具合をより確実に防止できる。
【００４８】
また、上記実施の形態においては、積層セラミックコンデンサについて説明したが、積層バリスタ、積層サーミスタ、積層コイル、セラミック多層基板などセラミックシートを積層して形成する積層セラミック電子部品においても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、焼成後の積層セラミック電子部品の異形状化を防止し、実装効率を高めるとともに積層後の静電容量調整を効率よく行うことができるものであり、積層セラミック電子部品の製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における切断工程の断面図
【図２】厚み方向の加圧工程を説明するための断面図
【図３】積層体個片の斜視図
【図４】試料番号１（切断後加圧なしの場合）の断面図
【図５】試料番号４（切断後加圧ありの場合）の断面図
【符号の説明】
【００５１】
１０  支持台
１１  積層体ブロック
１２  回転刃
１３  冷却装置
１４  冷却ノズル
２１  切断後の積層体個片
２２  切断溝
２３  加圧ヘッド
３１  加圧、分離後の積層体個片
３２  切断面
３３  内部電極
３４  長手方向の側面
【図１】
2005197557.tif 000004
【図２】
2005197557.tif 000005
【図３】
2005197557.tif 000006
【図４】
2005197557.tif 000007
【図５】
2005197557.tif 000008