(57)【要約】【課題】積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥のサイズを精度よく評価できる積層型セラミック素子の欠陥評価法とそれを取り入れた積層型セラミック電子部品の製法を提供する。【解決手段】セラミック層１と導体層３とが交互に積層された積層型セラミック素子５の内部に存在する欠陥７に対して、プローブ９から高周波（高周波）を照射し、その反射波１３を検出して測定されるエコー信号の大きさから前記欠陥７のサイズを評価する積層型セラミック素子５の欠陥評価法であって、前記プローブ９から照射される高周波の周波数を５０ＭＨｚ以上とし、かつ前記プローブ９を前記導体層３に対して平行に向けたことを特徴とする。【選択図】図２
2005188943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥に対して、プローブから高周波を照射し、その反射波を検出して測定されるエコー信号の大きさから前記欠陥のサイズを評価する積層型セラミック素子の欠陥評価法であって、前記プローブから照射される高周波の周波数を５０ＭＨｚ以上とし、かつ前記プローブを前記導体層に対して平行に向けたことを特徴とする積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項２】
導体層数が２００層以上であることを特徴とする請求項1に記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項３】
積層厚みが導体層の最大幅よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項４】
エコー信号は、セラミック層の入射方向から見た表面領域を除く深さ方向全体を検出したものであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項５】
欠陥サイズの評価は、
（ａ）大きさが既知の欠陥を人工的に形成した積層型セラミック素子を標準試料とし、該標準試料中の欠陥Ｖｓｔｄに対する標準的なエコー高さＥＨｓｔｄを測定し、次に、この標準的なエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係を求める工程と、
（ｂ）本試料である積層型セラミック素子中の欠陥Ｖｓａｍｐについて測定したエコー高さが標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄの１０％以上のものを抽出して、（ａ）で求めた標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係から、本試料の欠陥Ｖｓａｍｐの大きさＤＶｓａｍｐを求める工程と、を具備することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項６】
標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係が、ＤＶｓｔｄ／ＥＨｓｔｄ＝０．５〜１．５であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項７】
欠陥のサイズが２００μm以下のセラミック層について評価することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項８】
セラミック層は、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下、気孔率が５％以下であることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
【請求項９】
（ａ）セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層して形成した積層体を焼成して積層型セラミック素子を形成する工程と、
（ｂ）該積層型セラミック素子について、請求項１乃至８のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法により、前記積層型セラミック素子を評価して、欠陥のサイズが２００μｍ以下の欠陥を有する積層型セラミック素子を選別する工程と、
（ｃ）選別された前記積層型セラミック素子の表面に外部電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする積層型セラミック電子部品の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型セラミック素子の欠陥評価法及び積層型セラミック電子部品の製法に関し、特に、セラミック層と導体層とを交互に積層して形成した積層型セラミック素子について、その素子中に存在するボイドなどの欠陥を高周波顕微鏡を用いて評価し、規定値以上の欠陥を有する積層型セラミック素子を除き、良品のみを次工程に移して製造する積層型セラミック電子部品の製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック層と導体層を交互に積層した積層型セラミック素子は、導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層し、これをプレスして一体化した後、脱脂、焼成することにより形成され、この積層型セラミック素子の、例えば、側面に前記導体層と接続する外部電極を形成して積層型セラミック電子部品が製造される。
【０００３】
上記した積層型セラミック素子や積層型セラミック電子部品は、これらの製造工程において、種々の特性評価や外観などの検査が行われ、所望の特性を満足する良品のみが出荷されている。
【０００４】
このような検査工程において、特に、積層型セラミック素子の内部に存在し、特性劣化の原因ともなっているボイドなどの欠陥を評価する装置として、従来より高周波顕微鏡が好適に用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
この高周波顕微鏡を用いた評価法では、水中に浸漬した積層型セラミック素子に対して、高周波を入射させて応答波である反射波を解析することにより、素子中の空気層であるボイドなどの欠陥の有無やその大きさを評価できる。
【特許文献１】特開平５−３６５６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、セラミック層の薄層、多層化、および小型化が進むに伴い、当該素子の高品質化への要求はますます厳しくなり、より厳密な良否判定が要求され、このために製品を欠陥サイズで選別する必要性が生じてきている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載された評価法では、セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子に対して、高周波を積層方向に入射するために、入射した高周波が内部の導体層により減衰し、適正な反射波を検出できず、積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥のサイズを正確に得ることができないという問題があった。
【０００８】
従って、本発明は、積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥のサイズを精度よく評価できる積層型セラミック素子の欠陥評価法とそれを取り入れた積層型セラミック電子部品の製法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の積層型セラミック素子の欠陥評価法は、セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥に対して、プローブから高周波を照射し、その反射波を検出して測定されるエコー信号の大きさから前記欠陥のサイズを評価する積層型セラミック素子の欠陥評価法であって、前記プローブから照射される高周波の周波数を５０ＭＨｚ以上とし、かつ前記プローブを前記導体層に対して平行に向けたことを特徴とする。
【００１０】
即ち、本発明によれば、セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子に対して、導体層に平行の向きに高周波をすることにより、セラミック層をその厚み方向に横切る導体層が存在しないことから、セラミック層内のみを高周波が伝播するために高周波の減衰を抑制でき、このため適正な反射波を検出でき、これにより積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥のサイズを正確に測定評価できる。なお、本発明の評価法で対象となる欠陥とは空隙または素子を構成する成分以外の成分のことをいう。また、本発明における高周波とは、超音波に代表されるものである。
【００１１】
上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、導体層数が２００層以上であることを特徴とする。積層型セラミック素子の導体層に平行な向きに高周波を照射する本発明の欠陥評価法を用いれば、素子内部の導体層が多くても導体層による信号の減衰を抑えて検出できる。
【００１２】
上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、積層厚みが導体層の最大幅よりも大きいことを特徴とする。本発明の欠陥評価法によれば、積層体素子を構成する導体層の枚数に関係なく、導体層もしくはセラミック層の幅よりも積層厚みが厚い試料に対して好適に用いることができる。
【００１３】
上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、エコー信号は、セラミック層の入射方向から見た表面領域を除く深さ方向全体を検出したものであることを特徴とする。本評価法では、エコー信号は、セラミック層の入射方向から見た表面領域を除く深さ方向全体を検出したものとすることにより、表面反射を除きつつ試料内部の殆どの欠陥を網羅できる。
【００１４】
上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、欠陥サイズの評価は、
（ａ）大きさが既知の欠陥を人工的に形成した積層型セラミック素子を標準試料とし、該標準試料中の欠陥Ｖｓｔｄに対する標準的なエコー高さＥＨｓｔｄを測定し、次に、この標準的なエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係を求める工程と、
（ｂ）本試料である積層型セラミック素子中の欠陥Ｖｓａｍｐについて測定したエコー高さが標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄの１０％以上のものを抽出して、（ａ）で求めた標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係から、本試料の欠陥Ｖｓａｍｐの大きさＤＶｓａｍｐを求める工程と、を具備することを特徴とする。
【００１５】
本発明では、予め、大きさが既知の欠陥を内在する標準試料を用いて高周波信号によるエコー高さと実際の欠陥のサイズとの関係を求めておき、この標準試料を参照比較して、実際の試料の欠陥サイズを求める方法を採用するために、より高精度な欠陥のサイズを評価できる。尚、本発明における欠陥のサイズとは、例えば、セラミック層中に存在する空隙の、高周波の照射方向に対して垂直な方向の最大径をいう。
【００１６】
そして、上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、標準的なエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係が、ＤＶｓｔｄ／ＥＨｓｔｄ＝０．５〜１．５であることを特徴とする。このような規定範囲の換算を行うことにより、さらに高精度に実際の欠陥の大きさを評価できる。
【００１７】
また、上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、欠陥のサイズが２００μｍ以下のセラミック層について評価することを特徴とする。即ち、本発明の欠陥評価法では、欠陥のサイズが２００μｍ以下と小さい場合でも高精度の評価が可能である。
【００１８】
また、上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、セラミック層は、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下、気孔率が５％以下であることを特徴とする。
【００１９】
即ち、本発明の評価法において高周波を照射するセラミック層は、表面粗さ（Ｒａ）を２μｍ以下とすることにより、エコー反射の減衰を小さくできる。また、気孔率を５％以下とすることにより、近接する欠陥による散乱を抑制でき、１個の欠陥サイズの評価値の精度を高めることができる。
【００２０】
本発明の積層型セラミック電子部品の製法は、（ａ）セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層して形成した積層体を焼成して積層型セラミック素子を形成する工程と、
（ｂ）該積層型セラミック素子について、請求項１乃至３のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法により、前記積層型セラミック素子を評価して、欠陥のサイズが２００μｍ以下の欠陥を有する積層型セラミック素子を選別する工程と、
（ｃ）選別された前記積層型セラミック素子の表面に外部電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
【００２１】
そして、積層型セラミック電子部品の製造工程に上記した欠陥評価法を採用することにより、外観検査だけではわからない内部のボイドなどの欠陥をも非破壊で高精度に評価でき、これにより当該製品の良品率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２２】
即ち、本発明では、積層型セラミック素子の内部に存在するボイドなどの欠陥を非破壊で評価するにあたり、積層されたセラミック層や導体層の面内と同じ方向に高周波を照射することにより、高周波の透過する方向のセラミック層中にはそれを横切るような導体層がないことから、導体層などの金属成分による高周波信号の減衰が抑制され、これにより欠陥サイズをより高精度に評価できる。
【００２３】
また、このような欠陥の評価法を積層型セラミック電子部品の製造工程の、例えば、積層型セラミック素子の形成後の製品評価に採用して、規定以上の大きさの欠陥を有する製品を除き、良品のみを選別するように、製造工程に組み入れることにより、この積層型セラミック素子の表面に外部電極等を形成して出荷される最終製品の歩留まりを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は高周波探傷装置の概略図である。高周波探傷による内部欠陥の欠陥サイズの測定は、図１に示すように、発信機およびスキャナを備え、繰り返しパルス電圧を印加したプローブから、音響レンズ（図示なし）によって収束された高周波が発せられ、溶媒中（例えば純水内）に浸漬された試料で反射し、戻ってきた反射波（反射音）が電圧として受信器に出力される。
【００２５】
検出器では、映像化したい欠陥の反射波を処理するため、受信機を有する検出回路を経て、そのピーク値をＤＣ電圧として出力する。ＤＣ電圧のＡＤ変換は、操作中に実行されながら、その変換値を演算処理した後、メモリに格納され操作映像が表示される。ディスプレイは反射波をモニタするもので、送信波のほか、欠陥のエコーを観察できる。なお、検出器はディスプレイに付随してスクリーニングおよびデータ処理機構を備えている。評価を終えた試料はケース毎入替え装置まで移動させて試料の入替えを行い、次の評価に備える。
【００２６】
図２は、積層型セラミック素子を高周波探傷する状態を示す説明図である。本発明の積層型セラミック素子の欠陥評価法は、セラミック層１と導体層３とが交互に積層された積層型セラミック素子５の内部に存在する欠陥７に対して、プローブ９から高周波を照射し、その反射波１３を検出して測定されるエコー信号の大きさから前記欠陥７のサイズを評価する方法であり、特に、前記プローブ９を前記導体層３に対して平行に向けたことを特徴とする。
【００２７】
つまり、高周波の入射方向を導体層３に平行にすると、導体層３からの反射が少なくなり、欠陥７の反射率を最も大きくでき、このために、欠陥７のサイズが小さい場合であっても検出が可能となる。
【００２８】
図３は、試料表面に対してプローブ９から入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。図３に示すように、本試料の上方に設けられたプローブ９から高周波を試料表面から内部に向けて入射させる。
【００２９】
ここで、プローブ９の周波数は５０ＭＨｚ以上、特に、７５ＭＨｚ以上、さらには１００ＭＨｚ以上が好ましく、このように高周波出力の周波数を５０ＭＨｚ以上と高くすると、収束するビーム径が小さくなり、欠陥７のサイズの焦点精度を高くでき、微小サイズの欠陥７を探知し易くなる。
【００３０】
前記高周波のビーム径は前記欠陥７のサイズよりも大きいことが望ましいが、導体層３の間隔であるセラミック層１の厚みよりも小さいことが好ましい。これにより、対象とする欠陥に対してエコー信号の強度が飽和することなしに反射波１３を検出できる。また、ビーム径をセラミック層１の厚みよりも小さくすることにより、導体層３からの反射波１３を除くことができる。なお、プローブ９の移動するピッチは収束したビームの直径以下、特に、１／２以下であることがより望ましい。
【００３１】
図４は、高周波顕微鏡の出力波形として得られる欠陥に対するエコーの模式図である。エコーは、図４に示すように、試料内部の欠陥７による反射源に焦点が合うと、強い反射エコー１２が得られる。図４において、エコー高さは欠陥の、プローブから照射される高周波の進行方向と同じ方向の、大きさを表し、一方、エコーの幅は欠陥の、プローブ９から照射される高周波の進行方向に対して垂直方向の大きさを表すものである。なお、エコーは、評価する試料の表面では、その表面自体からの反射波１３が発生するために、その表面部分を除く深さ方向全体を検出することが望ましい。
【００３２】
図５は、表面粗さ（Ｒａ）を有する試料表面に対してプローブから入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。
【００３３】
高周波は、試料に入射されると、試料の表面の粗さおよび密度差、透過率の異なる導体層３や異物によって反射されるが、高周波の入射角度が垂直であれば、反射率が最も高くなり、内部の欠陥７による反射波１２を探知しやすくなる。
【００３４】
このため表面領域の厚みとしては、５０μｍ以上の厚み領域を除いて評価することが好ましい。
【００３５】
また、高周波が照射されるセラミック層１の表面粗さ（Ｒａ）は２μｍ以下、特に、１μｍ以下が望ましい。なお、表面粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ  Ｂ  １６０１により測定された値が用いられる。
【００３６】
図６は、隣接する導体層の平行度および入射面の平面度が及ぼす反射波の散乱状態を示す模式図である。積層セラミック素子の高周波が照射される面の平面度は形状偏差を示すものであり、反りの値として示されるものである。例えば、素子の形状が直方体であれば、その照射面を構成する４辺により形成される面を仮想平面とし、その仮想平面からの最大変位量となる。本発明において、入射面の平面度は１００μｍ／ｍｍ以下、特に、５０μｍ／ｍｍ以下が望ましい。なお、平面度は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６２１−１９８１により測定される。
【００３７】
本発明の評価法では、高周波は、セラミック層１を狭持している導体層３に平行に照射されるものであるが、この導体層３の平行度は姿勢偏差を示すものであり、セラミック層一層における厚み差である。つまり、本発明ではセラミック層の厚み差が１０％以下であることが好ましい。なお、平行度はＪＩＳ  Ｂ  ０６２１−１９８１により測定される。
【００３８】
つまり、本発明では、試料に対して導体層３に平行に高周波を照射することで、欠陥サイズの測定精度を向上できるものであるが、試料表面あるいは導体層３が湾曲している部分に高周波を入射させると反射波１２の散乱が起きやすくなり、このためエコー高さが変化し正確な欠陥サイズを評価できなくなる。
【００３９】
本発明の評価法の対象となる試料の気孔率は、高周波の反射波１２の散乱を抑制するという点で、５％以下、特に３％以下が望ましい。つまり、図２に示すような積層型セラミック素子５は、エコー反射の減衰の大きい試料であり、ボイドが多数存在するほど、高周波が散乱され、反射波１２の減衰が大きくなり、欠陥７による反射波１２が探知されにくくなる。なお、気孔率はＪＩＳＲ１６３４に基づいて測定される。
【００４０】
本発明にかかる欠陥サイズの評価は、
（ａ）まず、大きさが既知の欠陥を人工的に形成した積層型セラミック素子を標準試料とし、該標準試料中の欠陥Ｖｓｔｄに対する標準的なエコー高さＥＨｓｔｄを測定し、次に、この標準的なエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係を求める。
【００４１】
（ｂ）次に、本試料である積層型セラミック素子中の欠陥Ｖｓａｍｐについて測定したエコー高さが標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄの１０％以上のものを抽出して、（ａ）で求めた標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄと実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係から、本試料の欠陥Ｖｓａｍｐの大きさＤＶｓａｍｐを求めるものである。また、標準的なエコー高さＥＨｓｔｄと、実際の欠陥の大きさＤＶｓｔｄとの関係が、ＤＶｓｔｄ／ＥＨｓｔｄ＝０．５〜１．５、さらなる精度向上という点で、好ましくはその比が０．８〜１．２（確認ください）の関係であることが好ましい。この場合、欠陥エコー高さを標準試料のエコー高さの１０％以上とするとノイズを拾う確率を低くできる。なお、標準試料の評価では、セラミック層の、厚み方向と面内方向の両方の欠陥サイズを求める。
【００４２】
また、本発明におけるセラミック層に存在する欠陥７のサイズ（最大径）は、検知限界により５μｍ以上、２０μｍ以上が望ましいが、一方、本発明の評価法を用いると、小さい欠陥まで評価できるという点で、１００μｍ以下、特に５０μｍ以下がより望ましい。
【００４３】
図７は、導体層により狭持されたセラミック層の内部に存在する空隙の拡大図である。図８は、標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄ１を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをＤ１とし、実際の欠陥サイズをＤ２としたときの関係図である。図９は、標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄ１を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをＶ１とし、実際の欠陥サイズをＶ２としたときの関係図である。
【００４４】
ここで、本試料におけるセラミック層１の厚み方向の実際の欠陥サイズ（最大径）をＤ２、導体層に平行方向の実際の欠陥サイズ（最大径）をＶ２としている。なお、標準試料のエコー高さを基準に求めた、本試料におけるセラミック層１の厚み方向の欠陥７のサイズ（最大径）をＤ１、導体層に平行方向の欠陥７のサイズ（最大径）をＶ１とする。
【００４５】
本発明の評価法において、本試料の欠陥７のサイズは、標準試料の欠陥７のサイズに対して、以下の範囲内にある場合に本発明の高精度のサイズ評価が可能となる。即ち、（１）標準試料におけるセラミック層１の厚み方向の欠陥サイズ（最大径）をＤ１、本試料についての同方向の欠陥７のサイズ（最大径）をＤ２とした場合、Ｄ２がＤ１の０．３〜１倍の大きさの範囲であること、
（２）標準試料における導体層３に平行方向の欠陥７のサイズ（最大径）をＶ１、本試料についての同方向の欠陥７のサイズ（最大径）をＶ２とした場合、Ｖ２がＶ１の０．５〜１．５倍、特に、０．８〜１．２倍の大きさの範囲であることが望ましい。
【００４６】
本発明の積層型セラミック素子はセラミック層１もしくは導体層３の積層数が２００層以上、特に、３００層以上であることが好ましい。このように導体層３の積層数が多い場合、積層方向に高周波を入射させる方法では、セラミック層１と導体層３との密度差および導体層３自体による高周波の入射および反射の減衰が大きくなり明瞭な反射波１２を得ることができないが、本発明では、高周波を導体層３に対して平行に入射させることから導体層３による減衰を抑えることができ明瞭な反射波１２を得ることができる。また、本発明では、積層厚みが導体層３の１辺の幅よりも大きい場合に、高周波をセラミック層全体に透過できるという点で好ましい。
【００４７】
本発明の積層型セラミック素子を構成するセラミックス層１は、セラミックスであれば何れでも良いが、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３（以下ＰＺＴと略す）、チタン酸バリウムＢａＴｉＯ３を主成分とする誘電体セラミック材料などが使用されるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
導体層３は、例えばＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｗを主成分とする導電性ペースト、箔、板、膜、樹脂または網状の材料などが使用されるが、これらに限定されるものではなく、抵抗率が１０−３Ωｍ以下であれば何れでも良い。
【００４９】
本発明の評価法に用いる標準試料は、本試料を構成するセラミック層と同じ材質からなることが好ましいが、ＳＵＳ材やスチール材を用いても良い。高周波の入射方向のサイズ（積層方向の長さ）の最大サイズが５０〜２００μｍであればよい。欠陥７の形状は平板状が好ましいが球形でもかまわない。
【００５０】
尚、人工欠陥に高周波の焦点を合わせることが容易かつ短時間に行えるという点から、標準試料に内在する人工欠陥の位置（表面からの積層方向深さ）は予め指定した位置とする。つまり、高周波を入射する面からの距離を設定しておくことが望ましく、その位置は深さ方向の中央部が望ましい。
【００５１】
人工欠陥の作製は、積層時には、欠陥を形成する位置に予め特定したサイズの欠陥源を導入させて脱バインダや焼成によって飛散または消失させて作製する。人工欠陥源の材質は樹脂のような有機体により作製できるが、カーボン材でも構わない。こうして人工的に形成した欠陥を有する標準試料を用いることにより、一定の欠陥サイズに対する標準エコーを得ることができ、欠陥サイズと標準エコー高さとの関係を知ることができる。
【００５２】
続いて、上述した本発明の積層型セラミック素子の欠陥評価法を、積層型セラミック電子部品の製造に採用することが有用である。
【００５３】
即ち、本発明の積層型セラミック電子部品の製法は、（ａ）セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層して形成した積層体を焼成して積層型セラミック素子を形成する工程と、
（ｂ）該積層型セラミック素子について、上記した積層型セラミック素子の欠陥評価法により、前記積層型セラミック素子を評価して、欠陥のサイズが２００μｍ以下の欠陥７を有する積層型セラミック素子を選別する工程と、
（ｃ）選別された前記積層型セラミック素子の表面に外部電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
【００５４】
つまり、（ａ）工程において作製された積層型セラミック素子について、本評価法を適用して、大きなサイズの欠陥７を有する試料を除くことができ、結果的に、サイズが２００μｍ以下、特に１００μｍ以下、さらには５０μｍ以下の欠陥７を有するもののみを選別することができ、これにより積層型セラミック素子およびこれを用いて作製される積層型セラミック電子部品を高い歩留まりで製造できる。
【実施例】
【００５５】
セラミック材料として、チタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３のセラミックスの粉末と、有機高分子からなるバインダと、可塑剤とを混合したスラリーを作製し、スリップキャステイング法によりセラミックグリーンシートを作製した。
【００５６】
このセラミックグリーンシートの片面に導体層となる表１に示す金属を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷して導体パターンを形成した。次に、この導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層し、この積層体の上下面に、導電性ペーストを塗布していないセラミックグリーンシートを１〜１０枚積層した。尚、表１中の積層数は、内部電極により挟持されたセラミック層の積層数を記載した。
【００５７】
次に、この積層型セラミック成形体を金型内に配置し１００℃ので加熱を行いながら金型加圧、または、温水ＣＩＰを行い一体化し、３ｍｍ×３ｍｍ〜２０×２０ｍｍの大きさに切断した後、３００℃以上で１０時間の脱バインダを行い、９００〜１３００℃において２時間本焼成を行い、積層型圧電素子である積層型セラミック素子を得た。焼成後のセラミック層の厚みは５０〜１００μｍ、導体層厚みは２〜５μｍ、積層数は２００〜５００層とした。
【００５８】
得られた焼結体について、外観を加工しながら表面粗さＲａを変化させ、さらに平面度を変化させた。尚、気孔率は、ＪＩＳＲ１６３４に基づいて測定し、その値を記載した。
【００５９】
また、セラミック層の構成成分としてチタン酸バリウムＢａＴｉＯ３を用い、また、導体層としてＮｉを用いて同様の方法により積層型セラミック素子として積層型セラミックコンデンサを作製した。
【００６０】
一方、標準試料は、上記したチタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３を主成分とする積層型セラミック素子を作製したのと同様の工程により、大きさが７×７×３０ｍｍ３の標準試料を作製した。尚、この標準試料の人工欠陥は、セラミックグリーンシートを形成する際に、有機バインダとともにアクリル球状樹脂を添加して形成した。作製した複数の標準試料について、その人工欠陥の大きさはそれぞれ２０〜２００μｍとした。人工欠陥の形成位置は素子の中央部とした。標準試料の焼成後のセラミック層の厚み、導体層厚み、および積層数は本試料と同じとした。
【００６１】
次に、作製した標準試料および本試料である積層型セラミック素子について、高周波顕微鏡（超音波探傷装置）を用いて欠陥サイズの測定を行った。測定は、まず、標準試料についての評価を行った。この場合、高周波顕微鏡の基盤上に、導体層に平行方向に高周波を照射するように標準試料を載置し、周波数３０〜２００ＭＨｚのプローブを用いて欠陥を形成した深さの位置に焦点を合わせて測定した。ビーム径は１０〜１００μｍに設定した。
【００６２】
続いて、本試料についての評価を行った。本試料の評価では、セラミック層の厚み方向の欠陥サイズＤ１とセラミック層の面内方向の欠陥サイズＶ１とを求めた。具体的には、表２に示す周波数の高周波プローブを用いて、素子表面から一定距離だけ離れた位置に焦点を合わせて測定を行った。抽出した全ての内部欠陥の欠陥エコーに対して、標準試料のエコー高さに対して表２に示す高さ以上のエコーを抽出し、このエコーから高周波顕微鏡評価による欠陥サイズＤ１、Ｖ１をそれぞれ求めた。
【００６３】
最後に、測定後の積層セラミック素子を断面研磨して、該当する欠陥を顕微鏡観察しながら実際の欠陥サイズＤ２、Ｖ２を測定し、前記エコーから求めた欠陥サイズとの比較を行った。
【表１】
2005188943.tif 000003
【００６４】
【表２】
2005188943.tif 000004
【００６５】
表１、２の結果から、プローブから照射される高周波の周波数を５０ＭＨｚ以上とし、かつプローブを導体層に対して平行に向けて測定する本発明の欠陥評価法を用いた場合には、何れも、０．５〜１．５の範囲内であった。
【００６６】
特に、試料の表面粗さを２μｍ以下、気孔率を５％以下とし、標準試料の欠陥エコーを基準として求めた欠陥サイズは、いずれもエコーから求めた欠陥サイズと実際の欠陥サイズとの関係である、Ｄ２＝（０．５〜０．８）Ｄ１およびＶ２＝（０．８〜１．２）Ｖ１の範囲に入り、高精度の評価が行えた。
【００６７】
一方、プローブから照射される高周波の周波数を同じとしても、プローブを導体層に対して垂直に向けて測定した場合には、導体層による反射波の減衰が大きくエコーから求めた欠陥サイズ正確に評価できなかった（表２では、欠陥なしと記載）。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】高周波（高周波）探傷装置の概略図である。
【図２】積層型セラミック素子を高周波（高周波）探傷する状態を示す説明図である。
【図３】試料表面に対してプローブから入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。
【図４】高周波顕微鏡の出力波形として得られる欠陥に対するエコーの模式図である。
【図５】表面粗さ（Ｒａ）を有する試料表面に対してプローブから入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。
【図６】隣接する導体層の平行度および入射面の平面度が及ぼす反射波の散乱状態を示す模式図である。
【図７】導体層により狭持されたセラミック層の内部に存在する空隙の拡大図である。
【図８】標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄ１を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをＤ１とし、実際の欠陥サイズをＤ２としたときの関係図である。
【図９】標準試料のエコー高さＥＨｓｔｄ１を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをＶ１とし、実際の欠陥サイズをＶ２としたときの関係図である。
【符号の説明】
【００６９】
１・・・セラミック層
３・・・導体層
５・・・積層型セラミック素子
７・・・欠陥
９・・・プローブ
ＥＨｓｔｄ・・・標準試料のエコー高さ
ＤＶｓｔｄ・・・標準試料の実際の欠陥サイズ
【図１】
2005188943.tif 000005
【図２】
2005188943.tif 000006
【図３】
2005188943.tif 000007
【図４】
2005188943.tif 000008
【図５】
2005188943.tif 000009
【図６】
2005188943.tif 000010
【図７】
2005188943.tif 000011
【図８】
2005188943.tif 000012
【図９】
2005188943.tif 000013