(57)【要約】【課題】電子部品用生素体に構造欠陥が発生しにくく、かつ電子部品用生素体を焼成して得られる電子部品用素体が変形しにくい積層セラミック電子部品の製造方法を得る。【解決手段】セラミックグリーンシート２２と内部電極材料層２４とを積層したマザー積層体２０を切断ブレード２６で切断する。このとき、内部電極材料層２４が形成されていない部分で切断する。切断して得られた電子部品用生素体の端面から内部電極材料層の端部までの距離Ｘおよび積層数Ｙの関係をＹ≦１５Ｘにする。【選択図】      図４
2005050894.tif 000002
【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と内部電極材料層とを交互に積層したマザー積層体を準備する工程、
前記内部電極材料層の端部が露出しないようにして前記マザー積層体を切断し電子部品用生素体を形成する工程、
前記電子部品用生素体を焼成してセラミック層と内部電極層との積層体である電子部品用素体を形成する工程、
前記電子部品用素体を研磨して前記内部電極層の端部を露出させる工程、
前記内部電極層の端部に接続されるようにして前記電子部品用素体の端面に外部電極を形成する工程を含み、
前記マザー積層体を切断し電子部品用生素体を形成する工程で、前記電子部品用生素体の端面から前記内部電極材料層の端部までの距離をＸ（μｍ）、前記内部電極材料層の積層数をＹとしたとき、Ｙ≦１５Ｘとなるように前記マザー積層体が切断される、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】
この発明は、積層セラミック電子部品の製造方法に関し、特に、たと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。
【０００２】
【従来の技術】
積層セラミック電子部品の一例として、たとえば積層セラミックコンデンサがある。積層セラミックコンデンサ１は、図７に示すように、複数の誘電体セラミック層２と内部電極層３とが交互に積層された電子部品用素体４を含む。電子部品用素体４の対向端面には、隣接する内部電極層３の端部が交互に露出している。内部電極層３が露出した電子部品用素体４の対向端面には、外部電極５が形成される。したがって、２つの外部電極５には、それぞれ隣接する内部電極層３が接続され、２つの外部電極５間に静電容量が形成される。
【０００３】
電子部品用素体４を得るために、図８に示すように、複数のセラミックグリーンシート６と内部電極材料層７とが積層されたマザー積層体８が準備される。１枚のセラミックグリーンシート６上には、複数の内部電極材料層７が形成される。そして、隣接するセラミックグリーンシート６上の内部電極材料層７は、互い違いに積層される。次に、図８の１点鎖線で示す部分でマザー積層体８が切断され、対向端面に隣接する内部電極材料層７が交互に露出した電子部品用生素体が形成される。この電子部品用生素体を焼成することにより、電子部品用素体４が形成される。
【０００４】
しかしながら、マザー積層体８を切断するときに、図９に示すように、内部電極材料層７が切断ブレード９に押されて変形したり、内部電極材料層７とセラミックグリーンシート６の界面で剥離するという問題がある。そこで、図１０に示すように、隣接するセラミックグリーンシート６上の内部電極材料層７が重ならない部分を形成し、内部電極材料層７が形成されていない部分で切断するという方法が示されている。このような方法を採用することにより、内部電極材料層７の変形や剥離などを防止することができる。なお、この場合、電子部品用生素体の端面に内部電極材料層７が露出していないため、それを焼成することにより、内部電極層３が露出していない電子部品用素体４が形成される。そのため、電子部品用素体４を研磨することにより、内部電極層３の端部が露出させられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２３５４４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年の大容量化にともなって、積層数が１５０枚以上に増えてきたため、次のような問題が生じることとなった。すなわち、電子部品用生素体の端面に内部電極材料層の端部が露出している場合、内部電極とセラミックとの熱収縮率の差により、両者の界面において剥がれが生じる。また、電子部品用生素体の端面に内部電極材料層の端部が露出していない場合においても、電子部品用生素体の端面から内部電極材料層までの距離が小さいと、図１１に示すように、内部電極とセラミックとの熱収縮率の差のために、焼成後に電子部品用素体の端面に凹み（変形）が生じる。そのため、このような凹みを解消するために、素体の研磨に時間がかかるという問題がある。
【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、電子部品用生素体に構造欠陥が発生しにくく、かつ電子部品用生素体を焼成して得られる電子部品用素体が変形しにくい積層セラミック電子部品の製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数のセラミックグリーンシートと内部電極材料層とを交互に積層したマザー積層体を準備する工程と、内部電極材料層の端部が露出しないようにしてマザー積層体を切断し電子部品用生素体を形成する工程と、電子部品用生素体を焼成してセラミック層と内部電極層との積層体である電子部品用素体を形成する工程と、電子部品用素体を研磨して内部電極層の端部を露出させる工程と、内部電極層の端部に接続されるようにして電子部品用素体の端面に外部電極を形成する工程とを含み、マザー積層体を切断し電子部品用生素体を形成する工程で、電子部品用生素体の端面から内部電極材料層の端部までの距離をＸ（μｍ）、内部電極材料層の積層数をＹとしたとき、Ｙ≦１５Ｘとなるようにマザー積層体が切断される、積層セラミック電子部品の製造方法である。
【０００９】
内部電極材料層の端部が露出しないようにしてマザー積層体を切断することにより、切断ブレードなどによって内部電極材料層が変形せず、内部電極材料層とセラミックグリーンシートとの間に剥がれが生じにくい。また、電子部品用生素体の端面から内部電極材料層の端部までの距離をＸ（μｍ）、内部電極材料層の積層数をＹとしたとき、Ｙ≦１５Ｘとなるようにマザー積層体を切断することにより、電子部品用生素体を焼成して得られる電子部品用素体の端部の変形を少なくすることができる。
【００１０】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
積層セラミック電子部品の一例として、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。積層セラミックコンデンサ１０は、図１に示すように、電子部品素体１２を含む。電子部品素体１２は、複数の誘電体セラミック層１４と内部電極層１６とが交互に積層された構成を有する。
【００１２】
隣接する内部電極層１６は、交互に電子部品素体１２の対向端面に引き出される。内部電極層１６が引き出された電子部品素体１２の端面には、それぞれ外部電極１８が形成される。外部電極１８は、たとえば電子部品素体１２の端面にＣｕなどの焼付け電極を形成し、その上にＮｉめっき被膜などを形成し、さらにＳｎめっき被膜などを形成したものである。このようにして、電子部品素体１２の対向端面に形成された外部電極１８に、内部電極層１６が接続される。それにより、２つの外部電極１６間に静電容量が形成される。
【００１３】
このような積層セラミックコンデンサ１０を製造するために、図２に示すように、マザー積層体２０が準備される。マザー積層体２０は、誘電体材料で形成されたセラミックグリーンシート２２と内部電極材料層２４とが交互に積層された構成となるように形成される。１つのセラミックグリーンシート２２上には、図３に示すように、矩形状の複数の内部電極材料層２４が形成される。このように、複数の内部電極材料層２４が形成されたセラミックグリーンシート２２を積層することにより、マザー積層体２０が得られる。
【００１４】
セラミックグリーンシート２２を積層するとき、隣接するセラミックグリーンシート２２において、内部電極材料層２４の長手方向が互いにずれた位置になるように積層される。このとき、マザー積層体２０の厚み方向にみて、内部電極材料層２４が重ならない部分を有するように、セラミックグリーンシート２２が積層される。したがって、得られたマザー積層体２０は、厚み方向にみて複数の内部電極材料層２４が互い違いに積層された集合体を有する。そして、内部電極材料層２４の長手方向にみて、複数の内部電極材料層２４の集合体が間隔を隔てて並んでいる。
【００１５】
マザー積層体２０は、図４に示すように、たとえば切断ブレード２６などによって切断され、図５に示すような電子部品用生素体３０が形成される。マザー積層体２０の切断は、矩形の内部電極材料層２４の幅方向において、隣接する内部電極材料層２４の間で切断される。また、矩形の内部電極材料層２４の長手方向においては、図４に１点鎖線で示すように、内部電極材料層２４が形成されていない部分が切断される。したがって、得られた電子部品用生素体３０には、図５に示すように、内部電極材料層２４が露出していない。
【００１６】
ここで、電子部品用生素体３０の長手方向の端面から内部電極材料層２４の端部までの距離をＸとし、内部電極材料層２４の積層数をＹとしたとき、Ｙ≦１５Ｘとなるようにマザー積層体２０が切断される。このようにして得られた電子部品用生素体３０が焼成され、誘電体セラミック層１４と内部電極層１６とが積層された電子部品用素体１２が形成される。なお、得られた電子部品用素体１２は、内部電極層１６の端部が露出していないため、たとえばバレル研磨などによって内部電極層１６の端部が電子部品用素体１２の対向端面に露出させられる。そして、内部電極層１６の端部が露出した部分に外部電極１８が形成されることにより、積層セラミックコンデンサ１０を得ることができる。
【００１７】
このような積層セラミックコンデンサ１０の製造方法において、内部電極材料層２４のない部分でマザー積層体２０を切断することにより、内部電極材料層２４が切断ブレード２６によって変形したり、内部電極材料層とセラミックグリーンシートとの剥離を防止することができる。また、電子部品用生素体３０の端面から内部電極材料層２４の端部までの距離Ｘと、内部電極材料層２４の積層数Ｙとの関係をＹ≦１５Ｘとすることにより、電子部品用生素体３０を焼成するときに、誘電体セラミック層１４と内部電極層１６の熱膨張係数の差による変形が少なくなる。そのため、電子部品用素体１２の端面に大きい凹みが発生せず、電子部品用素体１２の研磨による内部電極層１６の露出が容易となり、短時間の研磨で内部電極層１６を露出させることができる。さらに、内部電極層１６の端部の露出を確実に行うことができるため、外部電極１８と内部電極層１６との接触不良を少なくすることができ、製品の信頼性を高めることができる。
【００１８】
【実施例】
まず、出発原料として、希土類酸化物、Ｃｏ２  Ｏ３  、ＢａＣＯ３  、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＭｎＣＯ３  を準備した。これらの原料を秤量して、秤量物を得た。この秤量物をＰＳＺボールを用いたボールミルで湿式混合し、水分を蒸発・乾燥したのち、１０００℃で仮焼して仮焼物を得た。この仮焼物をＰＳＺボールを用いたボールミルで十分に湿式混合・粉砕を行い、粉砕物を得た。得られた粉砕物の水分を蒸発・乾燥したのち、ＢａＴｉＯ３  およびＢａＯ−ＳｒＯ−ＬｉＯ−ＳｉＯ２  を主成分とする酸化物ガラスを添加し、非還元性誘電体磁器組成物を得た。この非還元性誘電体磁器組成物に分散媒を添加し、ＰＳＺボールを用いたボールミルで混合することにより、原料スラリを調整した。次に、この原料スラリに有機系バインダおよび可塑剤を添加し、ドクターブレード法によってシート成形を行い、厚み４．０μｍのセラミックグリーンシートを得た。
【００１９】
このようにして得られたセラミックグリーンシート上に、有機ビヒクルに金属Ｎｉ粉末を混合した内部電極形成用導電ペーストを印刷して、図３に示すような内部電極材料層を形成した。内部電極材料層を乾燥したのち、厚み方向に１０ＭＰａ／ｃｍ２  の圧力を１秒間加えながら、複数枚のセラミックグリーンシートを図２に示すように順次積層した。内部電極材料層を形成したセラミックグリーンシートの積層枚数は、１５０枚、３００枚、６００枚とした。
【００２０】
積層したセラミックグリーンシートを金型内に入れ、セラミックグリーンシート積層体の上に厚み０．１ｍｍの弾性体を設置した。そして、セラミックグリーンシートが軟化する８０℃の高温状態で、シート厚み方向に１００ＭＰａ／ｃｍ２  の圧力を１分間印加して圧着を行い、マザー積層体を得た。そして、積層セラミックコンデンサの寸法が４．５×３．２×２．５ｍｍの大きさとなるようにマザー積層体を切断して電子部品用生素体を得た。ここで、図５に示すように、電子部品用生素体の端面から内部電極材料層の端部までの距離がＸ（μｍ）となるように切断した。なお、距離Ｘ（μｍ）として、０μｍ、１０μｍ、２０μｍ、４０μｍの４種類となるように、電子部品用生素体を形成した。
【００２１】
このようにして得られた電子部品用生素体を空気中において、３００℃で５時間保持し、脱脂を行った。次に、１．０×１０−７ＭＰａ以下の酸素分圧中において、脱脂した電子部品用生素体を２００℃／時間の速度で１３００℃まで昇温し、１．０×１０−１１  ＭＰａの酸素分圧中において所定時間だけ保持したのち、１．０×１０−７ＭＰａ以下の酸素分圧中において２００℃／時間の速度で降温した。このようにして、セラミック層と内部電極層とが積層された電子部品用素体を得た。
【００２２】
得られた電子部品用素体をバレル研磨し、両端面に内部電極層の端部を露出させた。内部電極層を露出させた電子部品用素体の端面にＣｕペーストを塗布して、８００℃の温度で焼付けることにより、外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサを得た。
【００２３】
得られた積層セラミックコンデンサについて、超音波探傷機による構造的な欠陥の確認を行い、その結果を表１に示した。表１において、電子部品用生素体の積層数、および端面と内部電極層との間の距離Ｘ（μｍ）のそれぞれについて、１００００個の試料を評価した。さらに、それぞれの電子部品用生素体について、図６に示すように、焼成後に得られる電子部品用素体の端面に発生する凹み量Ｚ（μｍ）を測定し、その結果を表２に示した。また、それぞれの電子部品用素体について、バレル研磨を行ったのちの片方の端面における露出電極数を調べ、その結果を表３に示した。ここでは、それぞれの試料数１０個について露出電極数を調べ、その平均値を示した。さらに、それぞれの電子部品用素体を用いて形成した積層セラミックコンデンサの容量値（μＦ）を調べ、その結果を表４に示した。ここでは、試料数１００個について容量値を調べ、平均値、最大値および最小値を示した。
【００２４】
【表１】
2005050894.tif 000003
【００２５】
【表２】
2005050894.tif 000004
【００２６】
【表３】
2005050894.tif 000005
【００２７】
【表４】
2005050894.tif 000006
【００２８】
マザー積層体を切断して電子部品用生素体を作製するときに、電子部品用生素体の端面に内部電極材料層が露出しないようにすることにより、切断ブレードが内部電極材料層に接触しない。そのため、得られた電子部品用生素体に構造欠陥が発生しにくい。特に、表１からわかるように、Ｙ≦１５Ｘの範囲にあるとき、構造欠陥は０である。
【００２９】
また、表２からわかるように、電子部品用生素体の端面と内部電極材料層との間の距離Ｘが０である場合、焼成して得られる電子部品用素体の端面に凹みが生じるが、Ｙ≦１５Ｘの範囲にあるときには、端面の変形量が少なくなっている。さらに、表３からわかるように、電子部品用生素体の端面と内部電極材料層との間の距離Ｘが０である場合、電子部品用素体の端面の変形量が大きく、バレル研磨をしても、端面に露出しない内部電極層が存在するが、Ｙ≦１５Ｘの範囲にあるときには、全ての内部電極層が露出している。また、表４からわかるように、Ｙ≦１５Ｘの範囲にあるときには、内部電極層と外部電極との接続状態が良好なため、大きい容量値を得ることができる。
【００３０】
この発明の積層セラミツク電子部品の製造方法は、積層セラミックコンデンサの製造のみでなく、セラミック層と内部電極層とが積層された電子部品素体を有する全ての積層セラミック電子部品の製造に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、内部電極材料層の端部が露出しないようにしてマザー積層体を切断することにより、内部電極材料層とセラミックグリーンシートとの間に剥がれが生じていない電子部品用生素体を得ることができる。このような電子部品用生素体を焼成することにより、構造欠陥の少ない電子部品素子を得ることができる。
また、上述のような距離Ｘと積層数Ｙとの関係を満たすことにより、電子部品用素体の端部の変形を少なくすることができ、短い研磨時間で電子部品用素体の端面に内部電極層の端部を露出させることができる。したがって、積層セラミック電子部品の製造が容易となる。さらに、短時間で確実に内部電極層の端部を露出させることができるため、内部電極層と外部電極との接続を確実に行うことができ、良好な特性を有する積層セラミック電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の製造方法が適用される積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す図解図である。
【図２】図１に示す積層セラミックコンデンサを製造するために用いられるマザー積層体を示す図解図である。
【図３】図２に示すマザー積層体を作製するためのセラミックグリーンシートを示す平面図である。
【図４】図２に示すマザー積層体を切断する様子を示す図解図である。
【図５】図４に示す工程によって得られる電子部品用生素体を示す図解図である。
【図６】実施例において測定した電子部品用素体の端面の変形量を示す図解図である。
【図７】この発明の背景となる積層セラミックコンデンサを示す図解図である。
【図８】積層セラミックコンデンサを製造する従来の方法の一工程を示す図解図である。
【図９】図８に示す方法でマザー積層体を切断するときの様子を示す図解図である。
【図１０】図９に示す方法で発生する課題を解決するために考えられた従来の切断方法を示す図解図である。
【図１１】電子部品用生素体を焼成したときに発生する電子部品用素体の端面の変形を示す図解図である。
【符号の説明】
１０  積層セラミックコンデンサ
１２  電子部品用素体
１４  誘電体セラミック層
１６  内部電極層
１８  外部電極
２０  マザー積層体
２２  セラミックグリーンシート
２４  内部電極材料層
２６  切断ブレード
３０  電子部品用素体
【図１】
2005050894.tif 000007
【図２】
2005050894.tif 000008
【図３】
2005050894.tif 000009
【図４】
2005050894.tif 000010
【図５】
2005050894.tif 000011
【図６】
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【図７】
2005050894.tif 000013
【図８】
2005050894.tif 000014
【図９】
2005050894.tif 000015
【図１０】
2005050894.tif 000016
【図１１】
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