(57)【要約】【課題】セラミック電子部品の寸法を変化させたときに、セラミック素体の稜線部で外部電極の厚みが薄くなりセラミック素体が露出してしまう稜線部欠陥や、耐湿性の低下を引き起こすポアの発生のない外部電極を備えた信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく製造することを可能にする。【解決手段】導電性金属材料、ガラスフリット、樹脂、溶剤を含有する導電ペーストをセラミック素体に塗布して焼き付けて外部電極を形成する際に、外部電極の厚みが薄くなるに伴い、導電ペースト中のガラスフリットの含有率を増大させる。  また、セラミック素体の寸法が小さくなるに伴い、外部電極の厚みを薄くし、導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させる。  また、ガラスフリットの含有率を増大させる際に溶剤の含有率を減少させる。  また、導電ペースト中のガラスフリットの含有率を増大させる際に、導電性金属材料の含有率を増大させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック素体と、セラミック素体の表面に形成される外部電極とを有するセラミック電子部品の製造方法において、
導電性金属材料、ガラスフリット、樹脂および溶剤を含有する導電ペーストを塗布して焼き付けることにより前記外部電極を形成するにあたって、形成すべき外部電極の厚みが薄くなるに伴い、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させるようにしたこと
を特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
セラミック電子部品を構成するセラミック素体の寸法が小さくなるに伴い、前記外部電極の厚みを薄くするとともに、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させる場合に、前記導電性金属材料の含有率を増大させることを特徴とする請求項１または２記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させる場合、または、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率および前記導電性金属材料の含有率を増大させる場合に、前記溶剤の含有率を減少させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の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】
本発明はセラミック電子部品の製造方法に関し、詳しくは、セラミック素体の表面に導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えたセラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック電子部品の代表的なものの１つに、図１(ａ)，(ｂ)に示すような積層セラミックコンデンサがある。この積層セラミックコンデンサは、複数の内部電極３がセラミック層２を介して互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互に異なる側の端面に引き出されたセラミック素体１の両端側に、内部電極３と導通するように一対の外部電極４が配設された構造を有しており、外部電極４はＡｇ粉末などの導電性金属材料、ガラスフリット、樹脂および溶剤などを含有する導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成されている。また、通常、外部電極４の表面にはＡｇ電極のはんだくわれを防止するためのＮｉめっき膜５およびはんだ付け性を向上させるためのＳｎめっき膜６が形成されている。
【０００３】
そして、上述のようにして塗布して焼き付けることにより外部電極を形成するために用いられる導電ペーストとして、組成を改善して、耐酸性（耐めっき液性）や、セラミック素体への密着性の向上を図った導電ペーストとして、銀粉末５０〜９７重量部、ガラスフリット０．５〜１０重量部、有機ビヒクル２．５〜４９．５重量部の組成を有し、ガラスフリットとして、ＢａＯ、ＺｎＯ、ＴｉＯ、ＭｇＯまたはＮａＯ中の少なくとも１種類を構成成分として含むガラス組成物ＡとＰ2Ｏ5を構成成分として含むガラス組成物Ｂからなるものを用いた組成物（導電ペースト）が提案されている（例えば、特許文献１）。 
【０００４】
ところで、このような用途に用いられる導電ペーストは、セラミック素体との密着性を考慮して、セラミック素体の組成に応じてその組成が決定されている。したがって、例えば、長さ：３．２mm、幅：ｌ．６mm、高さ：１．６mmのセラミック電子部品と、長さ：１．０mm、幅：０．５mm、高さ：０．５mmのセラミック電子部品では、セラミック素体の組成が同じであれば、通常、同じ組成の導電ペーストが用いられることになる。
【０００５】
しかし、セラミック電子部品の寸法が小型化すると、それに伴ってセラミック素体に塗布される導電ペースト膜の厚みが薄くなり、特に、セラミック素体の端面と四側面によって形成される稜線部（コーナ部）では導電ペースト膜の厚みが薄くなり、信頼性が低下するという問題点がある。
【０００６】
さらに、導電ペースト膜を焼き付けて外部電極を形成する工程で、樹脂やガラスの飛散が生じ、これにより、形成される外部電極がさらに薄くなり、特に、稜線部（コーナ部）ではセラミック素体が露出するという欠陥（以下、「稜線部欠陥」という）が生じるおそれがある。
【０００７】
このような問題点を解決する方法として、導電ペースト中の金属成分（導電性金属材料）の比率を増加させることにより、導電ペーストの焼き付け時における樹脂やガラスの飛散が生じた場合にも、稜線部に金属成分が残るようにする方法が考えられる。
【０００８】
しかしながら、金属成分（導電性金属材料）の含有率を増大させると、外部電極において比較的厚みの大きい端面中央部において、ガラスに対する金属成分の割合が高くなり、金属の焼結性が低下してポアが形成される場合がある。
そして、このようなポアが存在すると、この部分で耐湿性が低下し、例えば、めっき工程でめっき液が浸入するなどの問題点がある。
【０００９】
また、セラミック電子部品の寸法に応じて導電ペーストの組成や種類を変える方法も考えられるが、セラミック電子部品を構成するセラミックの組成を考慮して寸法ごとにセラミック素体への密着性などを考慮して最適な導電ペーストの組成や種類を選定しなけばならず、昨今のセラミック電子部品の寸法や構成材料の多様化を考えると製造工程が非常に煩雑になり、コストの増大や信頼性の低下を招きやすいという問題点がある。
【特許文献１】特開２００３−１２４０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、セラミック電子部品の寸法が変化した場合にも、セラミック素体の稜線部で外部電極の厚みが薄くなり、セラミック素体が露出してしまう稜線部欠陥や、耐湿性の低下を引き起こすようなポアの発生のない外部電極を備えた信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく製造することが可能なセラミック電子部品の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、種々の実験、検討を行い、セラミック電子部品の寸法が小型化した場合の、稜線部欠陥や、ポアの発生が導電ペースト中のガラスフリット添加量の影響を受けることを知り、さらに実験、検討を重ねることによりなされたものである。
【００１２】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明（請求項１）のセラミック電子部品の製造方法は、
セラミック素体と、セラミック素体の表面に形成される外部電極とを有するセラミック電子部品の製造方法において、
導電性金属材料、ガラスフリット、樹脂および溶剤を含有する導電ペーストを塗布して焼き付けることにより前記外部電極を形成するにあたって、形成すべき外部電極の厚みが薄くなるに伴い、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させるようにしたこと
を特徴としている。
【００１３】
また、請求項２のセラミック電子部品の製造方法は、セラミック電子部品を構成するセラミック素体の寸法が小さくなるに伴い、前記外部電極の厚みを薄くするとともに、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させるようにしたことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３のセラミック電子部品の製造方法は、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させる場合に、前記導電性金属材料の含有率を増大させることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４のセラミック電子部品の製造方法は、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させる場合、または、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率および前記導電性金属材料の含有率を増大させる場合に、前記溶剤の含有率を減少させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明（請求項１）のセラミック電子部品の製造方法は、セラミック素体と、セラミック素体の表面に形成される外部電極とを有するセラミック電子部品の製造方法において、導電性金属材料、ガラスフリット、樹脂および溶剤を含有する導電ペーストを塗布して焼き付けることにより外部電極を形成するにあたって、外部電極の厚みが薄くなるに伴い、導電ペースト中のガラスフリットの含有率を増大させるようにしているので、電子部品の寸法が小型化した場合にも、セラミック素体の稜線部（コーナ部）で外部電極の厚みが薄くなりセラミック素体が露出してしまう稜線部欠陥の発生や、耐湿性の低下を引き起こすようなポアの発生を防止することが可能になり、信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【００１７】
また、請求項２のセラミック電子部品の製造方法のように、セラミック電子部品を構成するセラミック素体の寸法が小さくなるに伴い、外部電極の厚みを薄くするとともに、導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させるようにした場合、セラミック電子部品の寸法が小型化した場合にも、セラミック素体の稜線部（コーナ部）で外部電極の厚みが薄くなりセラミック素体が露出してしまう稜線部欠陥の発生や、耐湿性の低下を引き起こすようなポアの発生を確実に防止することが可能になり、信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【００１８】
また、請求項３のセラミック電子部品の製造方法のように、前記導電ペースト中の前記ガラスフリットの含有率を増大させる場合に、前記導電性金属材料の含有率を増大させることにより、外部電極の導通信頼性を低下させることなく、稜線部欠陥の発生や、耐湿性の低下を引き起こすようなポアの発生を確実に防止することが可能になり、信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく製造することが可能になる。
【００１９】
また、請求項４のセラミック電子部品の製造方法のように、導電ペースト中のガラスフリットの含有率を増大させる場合、または、導電ペースト中のガラスフリットの含有率および導電性金属材料の含有率を増大させる場合に、溶剤の含有率を減少させることにより、溶剤以外の成分、例えば、樹脂などの含有率を低下させることなく、ガラスフリットの含有率または、ガラスフリットおよび導電性金属材料の含有率を増大させることが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００２１】
この実施例１では、図１(ａ)，(ｂ)に示すような、複数の内部電極３がセラミック層２を介して互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互に異なる側の端面に引き出されたセラミック素体（積層セラミックコンデンサ素子）１の両端側に、導電ペーストを塗布、乾燥、焼成することにより外部電極４が形成され、かつ、外部電極４の表面に、Ｎｉめっき膜５およびＳｎめっき膜６が順に形成された構造を有する積層セラミックコンデンサを製造する場合を例にとって説明する。
【００２２】
(１)まず、スクリーン印刷などの方法により、導電ペーストを塗布して表面に内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを積層するとともに、その上下両面側に、内部電極が形成されていないセラミックグリーンシート（ダミーシート）を積層、圧着してマザー積層体を形成した。
なお、この実施例では、セラミックグリーンシートとして、チタン酸バリウムを主成分とするセラミックグリーンシートを用いた。
【００２３】
(２)それから、得られたマザー積層体をカットして個々の素子に分割した後、焼成することにより、複数の内部電極３がセラミック層２を介して互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互に異なる側の端面に引き出されたセラミック素体１を作製した。
この実施例では、セラミック素体１として、長さＬ＝３．２mm、幅Ｗ＝１．６mm、高さＴ＝１．６mmの寸法のセラミック素体（以下、「セラミック素体Ａ」）と、長さＬ＝１．０mm、幅Ｗ＝０．５mm、高さＴ＝０．５mmの寸法のセラミック素体（以下、「セラミック素体Ｂ」）の２種類のセラミック素体を作製した。
【００２４】
(３)次に、表１に示すような組成の外部電極形成用の導電ペーストを、セラミック素体Ａおよびセラミック素体Ｂの両端部に塗布し、乾燥した後、焼き付けを行うことにより外部電極４を形成した。
【００２５】
【表１】
2005159037.tif 000002
【００２６】
なお、この実施例では、導電ペーストの構成材料として、以下の材料を用いた。
導電性金属材料：銅粉末
ガラスフリット：Ｚｎ−Ｂ−Ｓｉ−Ｂａ系ガラス
樹脂          ：アクリル系樹脂
溶剤          ：ＢＣＳ
【００２７】
また、寸法の大きいセラミック素体Ａ（表１の試料１）については、塗布、乾燥後の導電ペースト膜の端面における厚み（以下、単に「端面厚み」ともいう）を２００μｍとし、寸法の小さいセラミック素体Ｂ（表１の試料２，３，４，５および６）については端面厚みを５０μｍとした。
【００２８】
なお、表１の試料１は、寸法の大きいセラミック素体Ａに、従来の組成の導電ペーストを用いて外部電極を形成した試料であり、試料２〜６は寸法の小さいセラミック素体Ｂに表１に示すような各導電ペーストを用いて外部電極を形成した試料である。
【００２９】
また、表１の試料７および８は、塗布、乾燥後の導電ペーストの端面における厚み（端面厚み）と導電ペーストの組成との関係を調べるために、寸法の大きいセラミック素体Ａについて、端面厚みを５０μmとした試料（試料１では端面厚み２００μm）であり、試料７では試料１の場合と同じ組成（ガラスフリットの含有率１３重量％）の導電ペーストを用いており、試料８ではガラスフリットの含有率を１３重量％から１７重量％に増大させた導電ペーストを用いている。
【００３０】
(４)その後、湿式めっき法によりＮｉめっきを施し、外部電極４の表面にＮｉめっき膜５を形成した後、さらにＳｎめっきを施し、Ｎｉめっき膜５上にＳｎめっき膜６を形成することにより、図１(ａ)，(ｂ)に示すような積層セラミックコンデンサ（試料）を得た。
【００３１】
(５)次に、得られた積層セラミックコンデンサについて、稜線部欠陥（コーナ部欠陥）の有無、外部電極の金属部分におけるポアの発生状態を観察するとともに、耐湿負荷試験（７０℃、９５％ＲＨ、１Ｗ．Ｖ．、１０００ｈｒｓ．）を行った。
その結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
2005159037.tif 000003
【００３３】
表２に示すように、寸法の大きいセラミック素体Ａに、従来の組成の導電ペーストを用いて外部電極を形成した試料１においては、稜線部欠陥およびポアの発生は認められず、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生も認められなかった。これに対し、同じ組成の導電ペーストを用いて、寸法の小さいセラミック素体Ｂに外部電極を形成した試料２および、導電性金属材料を５５重量％に増やした導電ペーストを用いて寸法の小さいセラミック素体Ｂに外部電極を形成した試料３では、ポアの発生が認められ、また、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生も認められた。また、試料２では稜線部欠陥の発生も認められた。
【００３４】
一方、ガラスフリットの含有率を１７重量％に増大させた試料４では、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生がわずかに認められただけで、ポアの発生および稜線部欠陥の発生は認められず、特性が向上することが確認された。
また、ガラスフリットの含有率を１５重量％に増大させ、かつ、導電性金属材料を５５重量％に増大させた試料５では、ポアの発生がわずかに認められ、また、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生もわずかに認められただけで、稜線部欠陥の発生は認められず、特性が向上することが確認された。
【００３５】
また。ガラスフリットの含有率を１７重量％に増大させ、かつ、導電性金属材料を５５重量％に増大させた導電ペーストを用いた試料６では、ポアの発生、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生、および稜線部の欠陥の発生はいずれも認められず、特性が向上することが確認された。
【００３６】
また、寸法の大きいセラミック素体Ａについて、試料１の場合と同一組成の導電ペーストを、端面厚みが５０μmとなるように塗布した試料７では、稜線部（コーナ部）の欠陥の発生は認められなかったものの、ポアの発生が認められ、また、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生も認められたが、ガラスフリットの含有率を１７重量％に増大させた導電ペーストを用いた試料８では、ポアの発生、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生、および稜線部（コーナ部）の欠陥の発生はいずれも認められかった。
【００３７】
すなわち、上述の結果より、
(ａ)寸法の大きいセラミック素体Ａに好適に用いられる導電ペーストを寸法の小さいセラミック素体Ｂに適用した場合、稜線部欠陥およびポアの発生が多数確認され、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生も認められること、
(ｂ)導電性金属材料の含有率のみを増大させた場合には、稜線部（コーナ部）の欠陥は減少するがポアの発生は減少しないこと、
(ｃ)ガラスフリットの含有率を増大させた導電ペーストを用いた場合、ポアの発生が減少するとともに、耐湿負荷試験における絶縁抵抗不良の発生も減少すること、
(ｄ)さらに、同一組成の導電ペーストを用いて、端面厚みを薄くした場合には、ポアの増大および耐湿負荷試験での絶縁抵抗値の劣化が生じるが、ガラスフリットの含有率を増大させた導電ペーストを用いることにより、ポアの増大および耐湿負荷試験での絶縁抵抗値の劣化を防止できること
などがわかる。
【００３８】
なお、このような効果が得られるのは、
(イ)外部電極の焼き付けの際に、導電ペースト中から、ガラス成分が一部蒸発するが、この蒸発の程度は、導電ペーストの端面厚みが薄い場合に著しいが、ガラスフリットの含有率を増大させることにより、ガラス成分が一部蒸発することによる弊害が抑制されること、
(ロ)導電ペーストの焼結は、導電ペーストに含まれる金属同士の固相焼結だけでなく、ガラスを界在した液相焼結も利用されており、ガラスフリットの含有率を増大させることにより、この液相焼結に必要なガラス量が確保され、良好な焼結が実現されること
などの理由によるものと考えられる。
【００３９】
なお、本発明においては、同一のセラミック素体に外部電極を形成する場合にも、形成すべき外部電極の厚みが異なる場合（すなわち、乾燥後の端面における導電ペースト膜の厚みが異なる場合）には、その端面厚みに応じて、用いる導電ペースト中のガラスフリットの含有率を制御することが望ましい。
【００４０】
上記実施例では、セラミック電子部品として、積層セラミックコンデンサを製造する場合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ず、セラミック素体の表面に導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた種々のセラミック電子部品に適用することが可能である。
【００４１】
本発明は、さらにその他の点において上記実施例に限定されるものではなく、導電性金属材料の種類、ガラスフリットの種類、樹脂および溶剤の種類、これらの材料の配合割合、導電ペーストを焼き付ける際の条件、形成すべき外部電極の厚みと導電ペースト中のガラスフリットの含有率の関係などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のセラミック電子部品の製造方法は、導電性金属材料、ガラスフリット、樹脂および溶剤を含有する導電ペーストをセラミック素体に塗布して焼き付けることにより外部電極を形成するにあたって、外部電極の厚みが薄くなるに伴い、導電ペースト中のガラスフリットの含有率を増大させるようにしているので、セラミック電子部品の寸法が小型化した場合にも、セラミック素体の稜線部（コーナ部）で外部電極の厚みが薄くなりセラミック素体が露出してしまう稜線部欠陥の発生や、耐湿性の低下を引き起こすようなポアの発生を防止することが可能になり、信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく製造することが可能になる。
したがって、セラミック素体の表面に導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた、多様な寸法を有するセラミック電子部品を製造する場合に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のセラミック電子部品の製造方法により製造されるセラミック電子部品（積層セラミックコンデンサ）を示す図であって、(ａ)は断面図、(ｂ)は斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      セラミック素体（積層セラミックコンデンサ素子）
２      セラミック層
３      内部電極
４      外部電極
５      Ｎｉめっき膜
６      Ｓｎめっき膜
【図１】
2005159037.tif 000004