(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックグリーンシート上に形成された電極膜の金属量をＸ線を用いて測定する電極膜の金属量測定方法において、電極膜が未形成のセラミックグリーンシートと測定装置のステージとの間に有機フィルムを介在させた状態で、前記セラミックグリーンシートにＸ線を照射することによって得られる特性Ｘ線を測定し、次に前記電極膜が未形成のセラミックグリーンシートと同一材料同一厚みでかつ電極膜が形成されたセラミックグリーンシートと前記測定装置のステージとの間に有機フィルムを介在させた状態で、前記セラミックグリーンシートの電極膜形成面にＸ線を照射することによって得られる特性Ｘ線を測定し、前記電極膜が未形成のセラミックグリーンシートから得られた特性Ｘ線と前記電極膜が形成されたセラミックグリーンシートから得られた特性Ｘ線との差を用いて前記電極膜の金属量を求めることを特徴とする電極膜の金属量測定方法。
【請求項２】
前記Ｘ線を複数個の電極膜を含む領域に照射する請求項１記載の電極膜の金属量測定方法。
【請求項３】
前記Ｘ線を２０ｍｍ２以上の領域に照射する請求項１または２記載の電極膜の金属量測定方法。
【請求項４】
前記Ｘ線をほぼ円形の領域に照射する請求項１、２または３記載の電極膜の金属量測定方法。
【請求項５】
前記Ｘ線をほぼ楕円形の領域に照射する請求項１、２又は３記載の電極膜の金属量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック電子部品等を構成している電極膜の金属量を測定する方法に関し、詳しくはＸ線を用いて電極膜の金属量を測定する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内部に電極膜構造を有する電子部品としては様々なものが考えられるが、例えばその一例としては、セラミック電子部品がある。これは、電極膜を印刷したセラミックグリーンシートを、積層して加圧した後、切断と焼成とを行う方法によって製造される。また、他の製造方法としては、有機フィルムの上に印刷、メッキおよび蒸着等で電極膜を形成させ、転写法によりこの有機フィルム上の電極膜とセラミックグリーンシートとを交互に積層して加圧した後、切断と焼成を行う方法がある。
【０００３】
このようにして製造されるセラミック電子部品において、一定の特性を持つセラミック電子部品を安定して得るためには、セラミックグリーンシート上あるいは有機フィルム上に形成される一定パターンの電極膜の金属量の管理が極めて重要である。例えば、積層セラミックコンデンサにおいては、一定パターンに形成された電極膜の金属量が少ない場合には、焼成時に電極切れが発生して積層セラミックコンデンサの容量が小さくなる。また、逆に電極膜の金属量が多い場合には、電極膜の厚み分を緩和吸収できずに、層間剥離現象が発生する等の問題が起こる。さらに、積層インダクタにおいては、一定パターンに形成された電極膜の金属量が少ない場合には、抵抗成分が増大して損失が大きくなり、逆に電極膜の金属量が多い場合には、積層セラミックコンデンサの場合と同様に層間剥離現象が発生する。以上のような理由から、これらセラミック電子部品等のように内部に電極膜構造を有する電子部品を製造する場合には、その製造工程において、電極膜の金属量の測定を高精度に行う必要がある。
【０００４】
従来のセラミック電子部品の製造方法において、その製造工程中の電極膜の金属量の測定を行う場合には、検出器に比例計数管を用いた蛍光Ｘ線測定装置によって行われるのが一般的である。この装置は具体的には、図４に示すように、蛍光Ｘ線測定装置のステージ１の上に電極膜２を形成したシート３を載せた状態で、電極膜２に対してその上部からＸ線５を照射して、特性Ｘ線６のＸ線量を比例計数管で検出することにより、電極膜２の金属量を測定するものである。ここでシート３としては、通常セラミックグリーンシートが用いられる。
【０００５】
ところで、比例計数管は一般に分解能が低いために、近接した特性Ｘ線エネルギーを持つ元素の中から、測定すべき特性Ｘ線を分離定量する事が困難である。また、測定に供する電極膜２の金属量は数ｍｇ／ｃｍ２程度であるから、下地のセラミックグリーンシート（シート３）からの特性Ｘ線や、散乱Ｘ線が電極膜に吸収されずに検出されることとなる。
【０００６】
従って、セラミックグリーンシート（シート３）上の電極膜２の金属量を測定する場合、使用するセラミックグリーンシート（シート３）からの特性Ｘ線のエネルギーが電極膜を形成している金属の特性Ｘ線エネルギーと近接していると、両方の特性Ｘ線を分離できずに検出してしまうので、正確な電極膜２の金属量を測定する事ができない。また、セラミックグリーンシート（シート３）からの散乱Ｘ線も測定精度を低下させる。
【０００７】
また、セラミックグリーンシート（シート３）が薄い場合あるいはシート３として有機フィルムを用いる場合には、照射Ｘ線５が電極膜２およびセラミックグリーンシート（シート３）あるいは有機フィルム（シート３）を通過して、測定装置のステージ１を構成する金属成分をも励起させてしまう。このような場合、電極膜２の金属量測定時にこの測定装置におけるステージ１の金属成分の特性Ｘ線をもカウントしてしまうので、さらに測定精度が低下する。
【０００８】
以上のような問題点を解決して、シート３上に形成された電極膜２の金属量を測定する方法としては、特開平８−５３５４号公報で開示されている技術がある。これは図５に示すように、シート３としてセラミックグリーンシートを用い、電極膜２を形成させたセラミックグリーンシート（シート３）と測定装置のステージ１との間に、セラミックグリーンシート（シート３）と同じ材料で形成された厚みのあるセラミックグリーンシート８を介在させて測定を行うものである。この方法は、厚みのあるセラミックグリーンシート８を介在させることにより、測定装置のステージ１からの特性Ｘ線の発生を抑制し、かつ、セラミックグリーンシート（シート３）からの特性Ｘ線量あるいは散乱Ｘ線量を飽和させるものである。こうすることにより、電極膜２の金属量を測定する際の特性Ｘ線の変動を防止することが可能となり、電極膜２の金属量の測定精度を向上させることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術のように、電極膜２を形成させたセラミックグリーンシート（シート３）と測定装置のステージ１との間に厚みのあるセラミックグリーンシート８を介在させて電極膜２の金属量の測定を行うと、セラミックからの特性Ｘ線量を飽和値にまで高めることになるので、検出されるトータルの特性Ｘ線量が非常に多くなる。それに比べて、測定に供する電極膜２の金属量は数ｍｇ／ｃｍ２程度と非常に少ない。すると、電極膜２の有無による特性Ｘ線量の変化が、検出されるトータル特性Ｘ線量と比較してかなり小さいので、電極膜２の金属量を測定する際の測定誤差が大きくなる。
【００１０】
また、従来は電極膜２上にのみＸ線を照射していたために、電極膜２の１枚の幅が例えば０．５ｍｍであった場合には、０．５ｍｍ以下の測定幅もしくは測定径でのＸ線の照射を余儀なくされる。このように微少な領域にＸ線を照射したときには得られる特性Ｘ線の量も微量であるため、電極膜２の金属量の測定精度が低下する。
【００１１】
さらに、通常セラミックグリーンシート（シート３）の一枚中には、およそ数百〜数千個分の電極膜パターンが形成されており、電極膜２上にのみＸ線照射を行う従来の方法では、セラミックグリーンシート（シート３）の面内の電極量分布を正確にとらえることは難しく、平均的に電極膜２の金属量を管理することは困難である。また、電極膜２の厚み形状も一定ではなく、電極膜２内の測定部位により測定結果が変動してしまう。
【００１２】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、セラミック電子部品等を構成しているシート３上に形成される電極膜２の金属量をＸ線を用いて高精度に測定する方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、セラミックグリーンシート上に形成された電極膜の金属量をＸ線を用いて測定する電極膜の金属量測定方法において、電極膜が未形成のセラミックグリーンシートと測定装置のステージとの間に有機フィルムを介在させた状態で、前記セラミックグリーンシートにＸ線を照射することによって得られる特性Ｘ線を測定し、次に前記電極膜が未形成のセラミックグリーンシートと同一材料同一厚みでかつ電極膜が形成されたセラミックグリーンシートと前記測定装置のステージとの間に有機フィルムを介在させた状態で、前記セラミックグリーンシートの電極膜形成面にＸ線を照射することによって得られる特性Ｘ線を測定し、前記電極膜が未形成のセラミックグリーンシートから得られた特性Ｘ線と前記電極膜が形成されたセラミックグリーンシートから得られた特性Ｘ線との差を用いて前記電極膜の金属量を求めることを特徴とする。
【００１４】
このような測定方法とすることにより、測定対象物と前記測定装置のステージとの間に介在させている前記有機フィルムが、前記Ｘ線を前記測定対象物に照射した際の前記測定装置のステージからの特性Ｘ線を効果的に遮断し、さらに電極膜が未形成のシートから得られる特性Ｘ線と電極膜が形成されたシートから得られる特性Ｘ線との差を測定するので、前記電極膜から発する特性Ｘ線の測定を高精度に行うことが可能となり、その特性Ｘ線の測定値を用いて前記電極膜の金属量を精度良く求めることができる。
【００１５】
また、前記Ｘ線を複数個の電極膜を含む領域に照射することが好ましく、さらに、前記Ｘ線を２０ｍｍ２以上の領域に照射することが好ましい。また、前記Ｘ線をほぼ円形あるいはほぼ楕円形の領域に照射することが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面および実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電極膜の金属量測定方法について示したものである。この図に示すように、シート３上には電極膜２が印刷等により形成されており、そのシート３は蛍光Ｘ線測定装置のステージ１の上に配置され、シート３とステージ１との間には有機フィルム７を介在させている。そして、測定の際には、図１の状態でＸ線５を照射して、特性Ｘ線６の量を測定する。また、電極膜２をその表面に形成させていない同一厚さのシート３についても、同様にして特性Ｘ線の量を測定し、このシート３のみから得られる特性Ｘ線の測定値と電極膜２を形成させたシート３から得られる特性Ｘ線の測定値との差より、予め求めた検量線に従って電極膜２の金属量を求める。
【００１７】
以下に本実施形態に係る実施例について説明する。
本実施形態の第一の実施例として、図１において、電極膜２はＡｇ／Ｐｄ＝７０／３０を用い、シート３としては例えばチタン酸ナマリ系誘電体材料を用いて形成させたセラミックグリーンシート、介在させる有機フィルム７としてはポリエチレン系の樹脂フィルムを重ねて１００〜６００μｍ厚相当にしたものを用いた。また、この第一の実施例においては、測定部位９（Ｘ線５を照射する領域）を、図３に示す領域とした。
【００１８】
以上の条件において測定を行った結果を［表１］に記す。この［表１］には、同一箇所の繰り返し測定における測定誤差についても示している。また、比較するために、図５に示された特開平８−５３５４号公報の技術によって測定した場合の値についても［表１］に記す。これは、電極膜を形成しているセラミックグリーンシート（シート３）と同じ材料を用いて形成されているセラミックグリーンシート８（５００μｍ厚）を介在させた場合の測定結果である。
【００１９】
【表１】
0003745832.tif 000002
【００２０】
上記の［表１］から明らかなように、測定装置のステージ１とセラミックグリーンシート（シート３）との間に有機フィルム７を介在させた場合には、その有機フィルム７の厚さが厚ければ厚いほど測定精度が向上していることが分かる。これは、測定装置のステージ１からの特性Ｘ線を有機フィルム７によって効果的に遮断する事ができるからである。また［表１］より、介在させる有機フィルム７の厚さは４００μｍ厚程度あれば充分であることが分かる。
【００２１】
さらに、従来例のセラミックグリーンシート８を介在させた場合には、セラミックの特性Ｘ線量（トータル特性Ｘ線カウント量）が多く、電極膜分の特性Ｘ線量が少ないために、結果として電極膜の金属量を測定する際の測定精度（繰り返し測定誤差）が有機フィルム７を介在させた場合よりも落ちることが確認された。
【００２２】
この第一の実施例においては、電極膜２を形成させていない同一厚のセラミックグリーンシート（シート３）を別に用意して測定したが、さらに好ましくは電極膜２形成前後のセラミックグリーンシート（シート３）の同一箇所を測定することである。そうすれば、測定精度はさらに高まる。また、この第一の実施例においては、介在させる有機フィルム７としてポリエチレン系樹脂膜を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、高エネルギーの特性Ｘ線を発生する元素を含まないフィルムであれば、特にその材質にこだわる必要はない。
【００２３】
次に、本実施形態に係る第二の実施例について説明する。第二の実施例としては、図１において、シート３としては例えばチタン酸バリウム系誘電体原料を用いて形成されたセラミックグリーンシートを使用し、本実施例においてはシート厚を変えたものを３種類（７μｍ、１５μｍ、３０μｍ）作製した。電極膜２はＰｄを用いて各シートに同じように一定量形成した。介在させる有機フィルム７としては５００μｍ厚相当のものを用いた。また、この第二の実施例においては、測定部位９（Ｘ線５を照射する領域）を、図３に示す領域とした。
【００２４】
さらに、本実施例における測定部位のＰｄを直接的に確認するために、電極膜２の金属量をＸ線によって測定した後に、測定部位の電極膜パターンを切り出し、熱重量分析を用いてＰｄの酸化還元反応量を測定した。この方法により測定したＰｄ量と本実施例に係る蛍光Ｘ線法により測定した特性Ｘ線量とを［表２］に記す。
【００２５】
【表２】
0003745832.tif 000003
【００２６】
上記の［表２］から明らかなように、形成されたＰｄが同一であるにもかかわらず、セラミックグリーンシート（シート３）の厚みの違いによって、検出されるトータル特性Ｘ線カウント量は変化した。しかし、その値（トータル特性Ｘ線カウント量）から、それぞれのシートの特性Ｘ線カウント量を差し引くと、いずれの場合もほぼ同一の結果が得られた。これらのことから、電極膜２の金属量は、電極膜２を形成させたセラミックグリーンシート（シート３）の特性Ｘ線量のみを用いて測定するよりも、電極膜２を形成させたセラミックグリーンシート（シート３）の特性Ｘ線量と、同一の厚みを有する電極膜２未形成のセラミックグリーンシート（シート３）の特性Ｘ線量との差を用いて測定する方が、高精度の測定ができることが確認された。
【００２７】
この第二の実施例においては、セラミックグリーンシート（シート３）上に形成した電極膜２の金属量を測定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばシート３として有機フィルムを用いて、この有機フィルム（シート３）上に形成した電極膜２の金属量を測定する場合においても、散乱Ｘ線量の補正が可能となるので、この実施例を用いることによって高精度の測定が可能となる。
【００２８】
次に、本実施形態に係る第三の実施例について説明する。第三の実施例としては、図１において、シート３として有機フィルムを用い、電極膜２をこの有機フィルム（シート３）上に印刷して形成させた。電極膜２はＡｇを用い、有機フィルム（シート３）上にコイルパターンを形成した。このコイルパターンの電極膜の幅は０．５ｍｍとした。有機フィルム（シート３）と蛍光Ｘ線測定装置のステージ１との間に介在させる有機フィルム７は５００μｍ厚相当のものを用いた。具体的な測定方法としては、電極膜２を形成させていない同一厚の有機フィルム（シート３）についても特性Ｘ線量を測定し、その測定値と電極膜２形成済のものについての特性Ｘ線量の測定値との差から、予め求めた検量線に従って電極膜２の金属量を測定した。
【００２９】
また、本実施例においては、Ｘ線５を照射する測定部位９を図２に示すように、複数個の電極膜２にまたがるようにして、測定径あるいは測定幅を広げ測定面積を変化させた。この際、簡易的に測定面積を広げるために、照射Ｘ線５の絞りを調整した。ここで、測定面積を増加させるためにはＸ線発生装置側を高出力にする必要があるが、既存設備の範囲内で使用するために、測定面積の上限の値を１０００ｍｍ２とした。電極膜２の金属量は、特性Ｘ線量の測定結果として得られたトータルの電極膜形成量を実質電極形成面積比率で補正することにより求めた。比較するために、Ｘ線５を照射する測定部位９を図３に示すように電極膜２内のみとした場合についての測定も行った。以上のようにして行った測定結果を、［表３］に記す。
【００３０】
【表３】
0003745832.tif 000004
【００３１】
上記の［表３］から明らかなように、Ｘ線５を照射する測定部位９、いわゆる測定面積を増加させることによって測定精度は著しく向上した。これは、測定面積を拡大したことにより、検出特性Ｘ線量が増加し、統計誤差が減少したためであると考えられる。この測定結果から、測定面積はおよそ２０ｍｍ２以上であれば高精度の測定が可能であることが分かる。また、この測定方法は平均的に測定するので、下地のセラミック量や有機フィルムの微小変動の影響を受けにくいという利点も有する。
【００３２】
次に、本実施形態に係る第四実施例について説明する。第四の実施例としては、図１において、シート３として有機フィルムを用い、電極膜２を有機フィルム（シート３）の上に印刷して形成させた。電極膜２はＰｄを用い、有機フィルム（シート３）上に図２に示すような所定のパターンを形成させ、電極膜２の幅をおよそ０．８ｍｍとした。介在させる有機フィルム７は、５００μｍ厚相当のものを用いた。具体的な測定方法としては、電極膜２を形成させていない同一厚の有機フィルム（シート３）についても特性Ｘ線量を測定し、その測定値と電極膜２形成済のものについての特性Ｘ線量の測定値との差から、予め求めた検量線に従って電極膜２の金属量を測定した。
【００３３】
また、本実施例においては、Ｘ線５を照射する測定部位９を図２に示すように、複数個の電極膜２にまたがるように測定径あるいは測定幅を広げて測定面積を変化させた。この際、照射面積の形状についても、円形および四角形の２種類を行った。電極膜２の金属量は、特性Ｘ線量の測定結果として得られたトータルの電極膜形成量を実質電極形成面積比率で補正することにより求めた。比較するために、Ｘ線５を照射する測定部位９を図３に示すように電極膜２内のみとした場合についての測定も行った。
【００３４】
さらに、本実施例における測定値と測定部位のＰｄ量とを直接的に確認するために、電極膜２の金属量をＸ線によって測定した後に、測定部位の電極膜パターンを切り出し、熱重量分析を用いてＰｄの酸化還元反応量を測定した。この方法により測定したＰｄ量と本実施例に係る蛍光Ｘ線法により測定した特性Ｘ線量とを［表４］に記す。
【００３５】
【表４】
0003745832.tif 000005
【００３６】
上記の［表４］から明らかなように、電極膜２の金属量を測定する場合における測定箇所による測定値の変動は、Ｘ線を照射する測定面積形状を円形とし、かつその面積をできるだけ大きくしたときが最も少ないということが分かる。本実施例において検知された変動は、それぞれの測定箇所での実際の電極膜２の金属量には差がなかったので、測定上の変動であることが分かる。
【００３７】
解析の結果、測定面積が小さい場合の測定変動は、一枚の電極膜２内でその厚さの厚い箇所と薄い箇所とが存在していたために起こった、電極膜２の形成時の形状変動であることが明らかとなった。また、Ｘ線５を照射する測定面積の形状が四角形である場合には、四角形の測定範囲に含まれる電極膜２の列数が、多いときと少ないときとで１本違ったために生じた測定変動であることが明らかとなった。
【００３８】
また、本実施例においては、Ｘ線を照射する測定面積の形状として円形の場合が良好であるという結果を得ることができたが、本発明はこれに限定されるものではなく、測定面積の形状を楕円形にした場合においても同様の効果が得られることが確認された。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電極膜の金属量測定方法によれば、セラミックグリーンシートと測定装置のステージとの間に介在させた有機フィルムが測定装置のステージからの特性Ｘ線を効果的に遮断するので、セラミックグリーンシート上に形成された電極膜の金属量をＸ線を用いて高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る電極膜の金属量を測定する際の測定方法を示す概略断面図
【図２】測定部位としてＸ線を照射する範囲の一例を示す概略図
【図３】測定部位としてＸ線を照射する範囲の他の例を示す概略図
【図４】従来技術に係る電極膜の金属量を測定する際の測定方法を示す概略断面図
【図５】他の従来技術に係る電極膜の金属量を測定する際の測定方法を示す概略断面図
【符号の説明】
１    測定装置のステージ
２    電極膜
３    シート
５    Ｘ線
６    特性Ｘ線
７    有機フィルム
【図１】
0003745832.tif 000006
【図２】
0003745832.tif 000007
【図３】
0003745832.tif 000008
【図４】
0003745832.tif 000009
【図５】
0003745832.tif 000010