(57)【要約】【課題】微小な内部欠陥の欠陥サイズを精度よく算出できる積層型セラミック素子の検査法及び積層型セラミック部品の製法を提供する。【解決手段】内部に導体層３を有する気孔率５％以下の積層型セラミック素子１に、周波数５０ＭＨｚ以上のプローブ６を用いて、高周波を表面粗さＲａが２μｍ以下の表面から入射させ、人工欠陥を内蔵した標準試料の人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコー高さに対して２０％以上の高さの欠陥エコーを抽出し、該欠陥エコーから算出した積層方向の欠陥サイズＶ１、及び標準エコー高さから求めた人工欠陥の積層方向の欠陥サイズと実際の人工欠陥の積層方向の欠陥サイズとの関係に基づき、積層型セラミック素子１内部に実際に存在する積層方向の欠陥サイズＶ２を算出する。【選択図】図１
2005017135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に導体層を有する気孔率５％以下の積層型セラミック素子に、その積層方向上方に設けられた周波数５０ＭＨｚ以上のプローブを用いて、高周波を表面粗さＲａが２μｍ以下の前記積層型セラミック素子表面から一定距離内部の位置に焦点をあわせるように、かつ前記積層型セラミック素子表面に対してほぼ直角となるように入射させ、人工欠陥を内蔵した標準試料の前記人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコー高さに対して２０％以上の高さの欠陥エコーを抽出し、該欠陥エコーから算出した積層方向の欠陥サイズＶ１、及び前記標準エコー高さから求めた人工欠陥の積層方向の欠陥サイズと実際の人工欠陥の積層方向の欠陥サイズとの関係に基づき、前記積層型セラミック素子内部に実際に存在する積層方向の欠陥サイズＶ２を算出することを特徴とする積層型セラミック素子の検査法。
【請求項２】
積層型セラミック素子のセラミック層が誘電体セラミックスからなり、前記積層型セラミック素子に実際に内在する欠陥サイズＶ２を、Ｖ２＝１０（Ｖ１／Ｘ−２．７１８）（Ｘは２８〜３２）の範囲内とすることを特徴とする請求項１記載の積層型セラミック素子の検査法。
【請求項３】
積層型セラミック素子は、積層方向厚みが１０ｍｍ以上、または導体層数が２０層以上であり、高周波入射面の平面度が１００μｍ／ｍｍ２以下、隣接する導体層間の平行度が１００μｍ以下である前記積層型セラミック素子の積層方向における上下面から高周波を入射して、欠陥サイズＶ２を算出することを特徴とする請求項１又は２記載の積層型セラミック素子の検査法。
【請求項４】
導体層、及びセラミック層と前記導体層の界面に発生する内部欠陥であって、積層型セラミック素子の積層方向の高さが０．１〜１０μｍの内部欠陥サイズＶ２を求めることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の積層型セラミック素子の検査法。
【請求項５】
内部に導体層を有する気孔率５％以下の積層型セラミック素子に、その積層方向上方に設けられた周波数５０ＭＨｚ以上のプローブを用いて、高周波を表面粗さＲａが２μｍ以下の前記積層型セラミック素子表面から一定距離内部の位置に焦点をあわせるように、かつ前記積層型セラミック素子表面に対してほぼ直角となるように入射させ、人工欠陥を内蔵した標準試料の前記人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコー高さに対して２０％以上の高さの欠陥エコーを抽出し、該欠陥エコーから算出した積層方向の欠陥サイズＶ１が所定値以上の前記積層型セラミック素子を除去し、良品のみの積層型セラミック素子に、前記導体層と接続する外部電極を形成することを特徴とする積層型セラミック部品の製法。
【請求項６】
積層型セラミック素子のセラミック層が誘電体セラミックスからなり、１０（Ｖ１／３２−２．７１８）の値が所定値以下を良品とすることを特徴とする請求項５記載の積層型セラミック部品の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層型セラミック素子の検査法及び積層型セラミック部品の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
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、例えば、内部電極材料を含有する内部電極パターンが形成された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、焼成することで作製していた。積層型セラミック部品は、積層型セラミック素子の側面に、導体層と接続する外部電極を形成して構成されていた。
【０００３】
このような積層型セラミック部品は、その様々な特性を満足させるため、特性検査や概観検査が行われて、良品のみが梱包、出荷されている。特に積層型セラミック部品内部の欠陥を検査するために、従来、超音波探傷を用いた検査を行い、良品をスクリーニングすることが行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
この検査法では、積層型セラミック部品に高周波を入射させ、反射波を解析することにより、空気層（ボイド）の有無、大きさを検出できることが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３６５６７号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の検査法では、空気層の有無、存在位置、大きさをある程度検出できるものの、実際に積層型セラミック部品内部に存在する欠陥サイズを正確に得ることができず、今日における厳密な良否判定を行うことができなかった。
【０００７】
即ち、近年、セラミック層の薄層化、多層積層、高集積化や小型化によって、部品の高品質化はますます要求が厳しくなり、より厳密な良否判定が要求され、このためには、製品を欠陥サイズで選別する必要性が生じてきているが、従来の検査法では、積層型セラミック部品表面での高周波の乱反射、セラミック層の微細な内部欠陥（ボイド）による乱反射により、積層方向に対して平行な方向の欠陥の高さが２０μｍ以上の欠陥は、ある程度正確に判定できるものの、その積層方向のサイズが１０μｍ以下の内部欠陥の欠陥サイズを正確に得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、微小な内部欠陥の欠陥サイズを精度よく算出できる積層型セラミック素子の検査法及び積層型セラミック部品の製法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、積層型セラミック素子に内在する微小な内部欠陥の積層方向の欠陥サイズを、積層型セラミック素子の気孔率が５％以下で、高周波が入射される積層型セラミック素子の表面の表面粗さを２μｍ以下とし、さらに積層型セラミック素子の表面に対して高周波をほぼ直角に入射することにより検出できること、並びに、積層型セラミック素子内部に実際に内在する微小な内部欠陥の欠陥サイズが、欠陥エコーから算出した理論上の欠陥サイズとの間に一定の関係があり、その関係に基づいて算出した欠陥サイズは、実際内在する内部欠陥サイズと近似していることを見出し、本発明に至った。
【００１０】
即ち、本発明の積層型セラミック素子の検査法は、内部に導体層を有する気孔率５％以下の積層型セラミック素子に、その積層方向上方に設けられた周波数５０ＭＨｚ以上のプローブを用いて、高周波を表面粗さＲａが２μｍ以下の前記積層型セラミック素子表面から一定距離内部の位置に焦点をあわせるように、かつ前記積層型セラミック素子表面に対してほぼ直角となるように入射させ、人工欠陥を内蔵した標準試料の前記人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコー高さに対して２０％以上の高さの欠陥エコーを抽出し、該欠陥エコーから算出した積層方向の欠陥サイズＶ１、及び前記標準エコー高さから求めた人工欠陥の積層方向の欠陥サイズと実際の人工欠陥の積層方向の欠陥サイズとの関係に基づき、前記積層型セラミック素子内部に実際に存在する積層方向の欠陥サイズＶ２を算出することを特徴とする。
【００１１】
このような検査法によれば、内部に導体層を有する積層型セラミック素子であっても、積層型セラミック素子の気孔率が５％以下で、高周波を表面粗さＲａが２μｍ以下の積層型セラミック素子表面から、積層型セラミック素子表面に対してほぼ直角となるように入射させることにより、積層型セラミック素子の高周波入射面の乱反射、積層型セラミック素子内部における乱反射を充分抑制でき、積層方向の高さが微小な内部欠陥（ボイド）からの高周波の反射波（欠陥エコー）を充分に検出することができる。尚、本発明の検査法は、積層型セラミック素子に外部電極を形成した積層セラミック部品に用いても良く、導体層とセラミック層が積層されたものであれば好適に用いることができる。
【００１２】
また、人工欠陥を内蔵した標準試料を作製し、この人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコーを求め、この標準エコーから人工欠陥の積層方向の理論上の欠陥サイズを求めるとともに、実際に試料内部に存在する人工欠陥の積層方向の欠陥サイズを測定し、理論上の欠陥サイズと実際の欠陥サイズとの関係を求める。
【００１３】
一方、標準試料の前記人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコー高さに対して２０％以上の高さの欠陥エコーを抽出する。この欠陥エコーの高さから算出した理論上の積層方向の欠陥サイズをＶ１とし、前記標準エコー高さから求めた人工欠陥の積層方向の理論上の欠陥サイズと実際の人工欠陥の積層方向の欠陥サイズとの関係に基づき、積層型セラミック素子内部に実際に存在する積層方向の欠陥サイズＶ２を算出することにより、実際の微小な内部欠陥（ボイド）の積層方向における欠陥サイズＶ２（欠陥の積層方向の高さ）を精度良く得ることができる。
【００１４】
また、本発明の積層型セラミック素子の検査法は、積層型セラミック素子のセラミック層が誘電体セラミックスからなり、前記積層型セラミック素子に実際に内在する欠陥サイズＶ２を、Ｖ２＝１０（Ｖ１／Ｘ−２．７１８）（Ｘは２８〜３２）の範囲内とすることを特徴とする。
【００１５】
このような検査法では、積層型セラミック素子のセラミック層がＰＺＴ系やＢａＴｉＯ３系の場合に、積層型セラミック素子に実際に内在する欠陥サイズを精度良く求めることができ、製品を欠陥サイズで選別することができ、これにより厳密な良否判定を行うことができ、高信頼性を有する積層型セラミック素子を提供することができる。
【００１６】
さらに、本発明の積層型セラミック素子の検査法は、積層型セラミック素子は、積層方向厚みが１０ｍｍ以上、または導体層数が２０層以上であり、高周波入射面の平面度が１００μｍ／ｍｍ２以下、隣接する導体層間の平行度が１００μｍ以下である前記積層型セラミック素子の積層方向における上下面から高周波を入射して、欠陥サイズＶ２を算出することを特徴とする。
【００１７】
積層方向厚みが１０ｍｍ以上、または導体層数が２０層以上である積層型セラミック素子では、一方側からの高周波の入射だけでは焦点を合わせることが困難であったり、また、明瞭な反射波を得ることが困難であるが、本発明では、積層型セラミック素子の高周波入射面の平面度を１００μｍ／ｍｍ２以下、隣接する導電層間の平行度を１００μｍ以下としたたため、積層方向の両側から高周波を入射させ、それぞれの表面から中央部までに存在する欠陥サイズＶ２を求めることができるため、全体にわたって欠陥サイズＶ２を精度良く算出できる。
【００１８】
また、本発明の積層型セラミック素子の検査法は、導体層、及びセラミック層と前記導体層の界面に発生する内部欠陥であって、積層型セラミック素子の積層方向の高さが０．１〜１０μｍの内部欠陥サイズＶ２を求めることを特徴とする。
【００１９】
このような検査法では、微細な内部欠陥の欠陥サイズＶ２を精度良く算出することにより、製品の歩留まりを向上でき、さらに高い信頼性を有する積層型セラミック素子を提供できる。
【００２０】
本発明の積層型セラミック部品の製法は、内部に導体層を有する気孔率５％以下の積層型セラミック素子に、その積層方向上方に設けられた周波数５０ＭＨｚ以上のプローブを用いて、高周波を表面粗さＲａが２μｍ以下の前記積層型セラミック素子表面から一定距離内部の位置に焦点をあわせるように、かつ前記積層型セラミック素子表面に対してほぼ直角となるように入射させ、人工欠陥を内蔵した標準試料の前記人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコー高さに対して２０％以上の高さの欠陥エコーを抽出し、該欠陥エコーから算出した積層方向の欠陥サイズＶ１が所定値以上の前記積層型セラミック素子を除去し、良品のみの積層型セラミック素子に、前記導体層と接続する外部電極を形成することを特徴とする。
【００２１】
このような積層型セラミック部品の製法では、上記したように、積層型セラミック素子の欠陥エコーの高さから、積層方向の理論上の欠陥サイズＶ２、及び標準試料における理論上の欠陥サイズと実際の欠陥サイズとの関係から、積層型セラミック素子に実際に存在する、積層方向の欠陥サイズＶ２を推定できるため、欠陥エコー高さによる理論上の欠陥サイズＶ１が所定値以上の積層型セラミック素子を除去し、残りの良品のみの積層型セラミック素子に、導体層と接続する外部電極を形成することができ、積層型セラミック部品の歩留まりを向上し、信頼性を向上できる。
【００２２】
本発明の積層型セラミック部品の製法は、積層型セラミック素子のセラミック層が誘電体セラミックスからなり、１０（Ｖ１／３２−２．７１８）の値が所定値以下を良品とすることを特徴とする。
【００２３】
このような積層型セラミック部品の製法では、上記したように、積層型セラミック素子に実際に内在する欠陥サイズＶ２を、Ｖ２＝１０（Ｖ１／Ｘ−２．７１８）（Ｘは２８〜３２）で求めることができるため、欠陥サイズＶ２が最小値となる１０（Ｖ１／３２−２．７１８）の値が所定値以下を良品とし、所定の大きさの欠陥を有する積層型セラミック素子を精度良く分別することにより、特性の高い高信頼性の積層型セラミック部品を提供できる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１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り、図２は内部欠陥が存在する積層型セラミック素子（以下、試料ということもある）の一部を拡大して示す断面図であり、図３は高周波探傷装置の概略図である。
【００２５】
高周波探傷による内部欠陥の欠陥サイズの測定は、図１、３に示すように、繰り返しパルス電圧を印加したプローブ６から、音響レンズ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の内部欠陥４で反射し、図４に示すように、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。受信器に入力された信号は増幅され、検出器に出力される。
【００２６】
検出器では、映像化したい欠陥部の反射波を処理するため、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、内部欠陥のエコーを観察できる。
【００２７】
エコーは、図５に示すように、内部欠陥４による反射源に焦点が合うと、強い反射エコーが得られる。
【００２８】
高周波は、試料内に入射されると、試料の表面および密度差、透過率の異なる導体層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、反射率がもっとも高くなり、内部欠陥による反射波を探知しやすくなる。
【００２９】
セラミック層２と導体層３を積層した、図１に示すような積層型セラミック素子１は、減衰の大きい試料であり、数μｍ以下のボイドが多数存在するほど、高周波の反射が散乱され、反射波の減衰が大きくなり、欠陥による反射波が探知されにくくなる。
【００３０】
このような積層型セラミック素子１は、複数のセラミック層２と複数の導体層３とを交互に積層してなり、内部欠陥４を有している。この積層型セラミック素子（試料）は、気孔率５％以下、好ましくは気孔率３％以下のものを用いることが望ましい。気孔率が５％以下であれば、高周波の反射波の散乱が抑制され、欠陥となる反射波を容易に探知できる。
【００３１】
セラミックス層２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。
【００３２】
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。
【００３３】
このような試料に、高周波を表面から内部に向けて入射させ、例えば積層方向（高周波の入射方向）の高さが０．１〜１０μｍの内部欠陥サイズＶ２を求める。測定する欠陥サイズＶ２は、０．１μｍ以上、特に０．３μｍ以上が好ましい。密度差が大きいセラミック層２と導体層３を積層しているため、高周波の散乱が大きく、更には、導体層の多層配線、スルーホールの形成により、減衰が著しく大きく、０．１μｍより小さい欠陥は、探知しにくいためである。
【００３４】
本発明の対象となる試料は、図４（ａ）に示すように、高周波の入射面の表面粗さＲａが２μｍ以下、入射面の平面度が１００μｍ／ｍｍ２以下、さらに隣接する導電層間の平行度が１００μｍ以下であるであることが望ましい。
【００３５】
表面粗さＲａはＪＩＳ  Ｂ  １６０１で示された方法で測定される。Ｒａは２μｍ以下、特に１μｍ以下が好ましい。表面粗さＲａが２μｍ以下であるため、表面での高周波の散乱が小さく、内部欠陥４の反射波を容易に探知できる。積層型セラミック素子の積層方向端面の平面度は形状偏差を示すもので、ＪＩＳ  Ｂ０６２１−１９８１で示された方法で測定される。平面度は１００μｍ／ｍｍ２以下、特に８０μｍ／ｍｍ２以下が好ましい。平面度が１００μｍ以下であるため、表面での高周波の散乱が小さく、内部欠陥４の反射波を容易に探知できる。平面度が１００μｍを超えると、表面での高周波の散乱が大きくなり、内部欠陥の反射波を探知しにくくなるためである。
【００３６】
平行度は姿勢偏差を示すものでＪＩＳＢ  ０６２１−１９８１で示された方法で測定される。平行度は１００μｍ以下、特に８０μｍ以下が好ましい。隣接する導電層間の平行度が１００μｍを超えると、導電層と誘電体セラミック層間での高周波の散乱が大きくなり、内部欠陥の反射波を探知しにくくなるためである。
【００３７】
図４（ｂ）に、高周波の試料表面の表面粗さ並びに平面度が大きい場合において、高周波の散乱状態を模式的に示す。
【００３８】
本発明では、プローブ６を用いて、ある欠陥サイズの人工欠陥を内蔵した標準試料の前記人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコーを求めることが重要である。人工欠陥を内蔵した標準試料を用いることは、プローブ６の劣化や、高周波探傷装置の不具合を修正して、探知する欠陥サイズのばらつきを制御するためである。
【００３９】
人工欠陥を内蔵した標準試料としては、積層したセラミック層２と同材からなることが好ましいが、ＳＵＳやスチール材を使用してもよい。人工欠陥は、測定精度を上げるためサイズが小さいほど好ましいが、高周波の入射方向のサイズ（積層方向の高さ）の最大サイズが２００μｍ以下であればよい。形状は、平板状が好ましいが、球形でもかまわない。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）を把握することが重要である。つまり、高周波を入射する面からの距離を制御することが望ましい。
【００４０】
人工欠陥の作製は、積層時にあらかじめ欠陥となる位置に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で作製できるが、カーボン材でも構わない。
【００４１】
これにより、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、欠陥サイズに応じた標準エコーを得ることができる。この標準エコー高さから人工欠陥の積層方向の欠陥サイズを求め、一方、実際の人工欠陥の積層方向の欠陥サイズを求め、これらの関係を導きだしておく。
【００４２】
この後、試料の理論上の欠陥サイズを求める。具体的に説明すると、図５に示すように、試料の上方に設けられたプローブ６から高周波を試料表面から内部に向けて入射させる。プローブ６の周波数は５０ＭＨｚ以上が好ましい。周波数が５０ＭＨｚ以上と高いため、収束するビーム径が小さくなり、欠陥サイズの焦点精度を高くでき、微小サイズの欠陥を探知し易くなる。
【００４３】
内部欠陥４の抽出は、上記試料の入射表面より０．１２ｍｍ以上内部に焦点をあわせることが望ましい。０．１２ｍｍ以上内部に焦点を合わせるため、表面形状のうねりや傾きの影響を受け難く、反射波の散乱が小さくなり、欠陥サイズの測定精度を向上できる。
【００４４】
試料入射表面より０．１２ｍｍ以上の内部に焦点をあわせた後にプローブ６を移動させながらスキャンニングを行う。プローブ６が移動するピッチ幅は、収束するビーム直径より小さければ、欠陥を見落とすことはない。焦点を合わせた面が終了すると、プローブを試料側にさらに近づけ、測定を行う。プローブを試料側に近づける距離は２ｍｍ以下が好ましい。試料側に近づける距離を一定間隔に保つ理由は、欠陥を見落とすことが無いようにするためである。測定する面は、底面側から行っても問題はない。
【００４５】
このプローブ６を用いて、人工欠陥を内蔵した標準試料の前記人工欠陥に焦点を合わせたときの標準エコー高さに対して、２０％以上のエコー高さを有する欠陥エコーを抽出することが重要である。欠陥エコー高さが標準エコー高さの２０％以上であるため、ノイズを拾う確率を低くできる。図５に欠陥エコーの一例を示す。尚、高周波探傷装置では、一定の欠陥エコー高さが、どの程度の欠陥の積層方向の高さに相当するか予め設定されている。
【００４６】
図６に隣接する導体層間の平行度が及ぼす反射波の散乱状態を模式的に示す。（ａ）は散乱が小さく、（ｂ）は散乱が大きくなる。試料に対して高周波を積層方向の導体層に垂直に入射しながら測定を行うことで、欠陥サイズの測定精度を向上できるが、導体層間の平行度が、１００μｍ以下であることが望ましい。
【００４７】
図７に高周波の試料入射面の湾曲が及ぼす反射波の散乱状態を模式的に示す。（ａ）は散乱が小さく、（ｂ）は散乱が大きくなる。試料に対して高周波を積層方向に入射しながら測定を行うことで、欠陥サイズの測定精度を向上できるが、試料表面、あるいは導体層が湾曲している場合、入射面の平面度が１００μｍ／ｍｍ２以下であることが望ましいが、高周波を照射する試料の表面に対して、直角度≦±０．５°となるようにプローブ６を３次元的に傾動させることが望ましい。この際、スキャンニングするプローブ６のピッチ幅は、収束した際のビーム直径以下、さらには１／２以下で測定することが好ましい。
【００４８】
試料は、厚みが１０ｍｍ以下、または導体層数が２０層以下であることが好ましい。厚みが１０ｍｍより大きい範囲を測定する場合、測定範囲よりプローブ位置側に内部欠陥が多数存在すると、高周波の減衰が大きく、測定精度が低下する恐れがある。導体層数が２０層よりも多い場合も上記と同様の恐れがある。
【００４９】
厚みが１０ｍｍより大きいか、または導体層数が２０層以上である場合、試料の両面から測定を行う。つまり、試料の上下面から中心部までを検出することで測定精度を維持することができる。
【００５０】
次に、欠陥エコー高さからセラミック層の積層方向における理論上の欠陥サイズＶ１を算出する。理論上の欠陥サイズＶ１は、例えば、欠陥エコーの発生している強度、すなわち欠陥エコー高さから求める。
【００５１】
この後、上記欠陥エコーから、高周波の入射方向の欠陥サイズ（理論上の欠陥サイズ）Ｖ１を求めるとともに、この欠陥エコーから算出した積層方向の欠陥サイズＶ１と、前述の標準エコー高さから求めた人工欠陥の積層方向の欠陥サイズと実際の人工欠陥の積層方向の欠陥サイズとの関係から、欠陥エコーの積層方向の欠陥サイズＶ２を求める。
【００５２】
標準エコー高さから求めた人工欠陥の積層方向の欠陥サイズと実際の人工欠陥の積層方向の欠陥サイズとの関係は、以下のようにして求める。
【００５３】
先ず、標準試料のセラミック層をＰＺＴ系で作製し、導体層をＡｇ−Ｐｄで形成した場合、セラミック層をＢａＴｉＯ３系で形成し、導体層をＮｉで形成した場合について、欠陥エコー高さから求めた理論上の積層方向における欠陥サイズＶ１１と、実際の積層方向における欠陥サイズＶ２２を求め、それを、図８に示すようにプロットした。
【００５４】
欠陥エコー高さから求めた理論上の欠陥サイズＶ１１と実際の欠陥サイズＶ２２の関係を示す図８から、理論上の欠陥サイズＶ１１に対して、実際の欠陥サイズＶ２２が、Ｖ２２＝１０（Ｖ１１／Ｘ−２．７１８）（Ｘは２８〜３２）の範囲内で算出できることが判る。
【００５５】
この工程は、標準試料における理論上の欠陥サイズを求める際に行っても良い。
【００５６】
欠陥エコーから求めた理論上の積層方向の欠陥サイズＶ１を、実際の欠陥サイズＶ２＝１０（Ｖ１／Ｘ−２．７１８）（Ｘは２８〜３２）に代入して実際の欠陥サイズＶ２を算出する。これにより、実際の試料に存在する欠陥サイズを精度良く求めることができる。
【００５７】
また、本発明では、例えば、電子部品等を搭載していないセラミック基板、外部電極を形成していない積層セラミックコンデンサ、積層型圧電アクチュエータにおいて、セラミック層が誘電体セラミックからなり、欠陥エコー高さから求めた理論上の欠陥サイズＶ１を求め、実際の欠陥サイズＶ２をＶ２＝１０（Ｖ１／Ｘ−２．７１８）（Ｘは２８〜３２）を求め、Ｖ２が一定以下を良品とし、それ以外を不良品として除去し、良品のみに電子部品等を搭載したり、外部電極を形成することができ、その後の電子部品の搭載や外部電極の形成工程を無駄にすることがない。
【００５８】
尚、本発明における積層型セラミック素子とは、例えば電子部品等を搭載していないセラミック基板、外部電極を形成していない積層セラミックコンデンサ、積層型圧電アクチュエータ等がある。
【００５９】
また、図８に示すように、セラミック層を構成する材料により、欠陥エコー高さから求めた欠陥サイズＶ１１と実際の欠陥サイズＶ２２との間に特有の関係を有するため、セラミック層を構成する材料に応じて関係式を作製し、その関係式よりＶ２を算出することにより、さらにＶ２算出精度を向上できる。
【００６０】
【実施例】
セラミック材料として、チタン酸ジルコン酸鉛Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、チタン酸バリウムＢａＴｉＯ３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。
【００６１】
このグリーンシートの片面に、導体層となる銀−パラジウム、銅、タングステン、ニッケルを主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷し、導体層パターンを形成した。この導体層パターンが形成された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。
【００６２】
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、積層型セラミック素子を得た。
【００６３】
得られた焼結体の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。
【００６４】
作製した積層型セラミック素子を高周波探傷装置の基盤上に載置して、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、標準エコー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、この欠陥エコーから理論上の欠陥サイズＶ１を求め、Ｖ２＝１０（Ｖ１／Ｘ−２．７１８）として、Ｘが２８以上３２以下の範囲内で求めるとともに、測定後の積層型セラミック素子を、平面研削盤、微細研磨、鏡面研磨を行いながら２〜３μｍ間隔でクロスカットを行い、実際の欠陥サイズを調査した。さらに、理論上の欠陥サイズＶ１が２μｍ以下の場合は、欠陥が存在する位置の上下面にノッチをいれ、そのまま応力をかけて、破断した破壊面を観察し、実際の欠陥サイズを求めた。
【００６５】
【表１】
2005017135.tif 000003
【００６６】
【表２】
2005017135.tif 000004
【００６７】
これらの表１、２から、入射面の表面粗さＲａが大きい試料Ｎｏ．４では、欠陥エコー高さから算出した欠陥サイズＶ２に対して、実際のサイズとの相違が大きいことが判る。また気孔率が５％より大きい試料Ｎｏ．１０では、算出した欠陥サイズＶ２が欠陥を認識しないレベルの算出サイズに対して、存在した欠陥の厚みサイズは、０．８５μｍで、実際のサイズとの相違が大きいことが判る。
【００６８】
また、プローブの周波数が５０ＭＨｚより小さい試料Ｎｏ．８では、算出した欠陥サイズＶ２と実際のサイズとの相違が大きいことが判る。前記標準試料の人工欠陥に焦点をあわせないで測定を行った試料Ｎｏ．５では、算出した欠陥サイズＶ２と実際のサイズとの相違が大きいことが判る。さらに抽出するエコー高さが２０％より低い試料Ｎｏ．４、Ｎｏ．８、及び試料Ｎｏ．１０は、実際のサイズとの相違が大きいことが判る。
【００６９】
これに対して、本発明の試料は、標準エコー高さから求めた理論上の欠陥サイズＶ２に対して、標準エコー高さに対して２０％以上の欠陥エコーを抽出し、実際に内在する欠陥サイズが、Ｖ２＝１０（Ｖ１／Ｘ−２．７１８）（Ｘは２８〜３２）の範囲内として算出することが可能であることが判る。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の積層型セラミック素子の検査法では、微小な内部欠陥のサイズを精度よく算出することができ、検査精度を向上させ、使用中や駆動中の部品特性劣化を抑制でき、耐久性に優れ、信頼性の高い積層型セラミック素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内部欠陥が存在する積層型セラミック素子を、高周波探傷により内部欠陥サイズを測定する状態を示す縦断面図である。
【図２】内部欠陥が存在する積層型セラミック素子の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】高周波探傷装置の概略図を示す。
【図４】試料の入射面の表面粗さ並びに平面度が及ぼす高周波の散乱状態を示すもので、（ａ）は散乱が殆どない状態を示し、（ｂ）は散乱している状態を示す説明図である。
【図５】試料における内部欠陥を測定する状態を示す説明図である。
【図６】試料の電極が及ぼす高周波の散乱状態を示すもので、（ａ）は散乱が小さく、（ｂ）は散乱が大きくなる状態を示す説明図である。
【図７】試料の高周波入射面が及ぼす高周波の散乱状態を示すもので、（ａ）は散乱が小さく、（ｂ）は散乱が大きくなる状態を示す説明図である。
【図８】理論上の欠陥サイズと、実際の欠陥サイズとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・積層型セラミック素子
２・・・セラミック層
３・・・導体層
４・・・内部欠陥
６・・・プローブ
Ｖ１・・・理論上の欠陥サイズ
Ｖ２・・・実際に内在する算出された欠陥サイズ
【図１】
2005017135.tif 000005
【図２】
2005017135.tif 000006
【図３】
2005017135.tif 000007
【図４】
2005017135.tif 000008
【図５】
2005017135.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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