JP3918126B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ペーストから形成される内部電極と、セラミックペーストから形成されるセラミック層とを交互に積層形成したセラミック素体を備え、そのセラミック素体の内部電極と電気的に導通する外部端子を設ける積層セラミック電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、積層セラミック電子部品を製造するには、まず、セラミック粉末，有機バインダー，可塑剤，溶剤等を組成物として含むセラミックペーストによりセラミックグリーンシートをキャリアフィルムの面上に形成すると共に、そのセラミックグリーンシートを所定の大きさに裁断する前にまたは裁断した後、Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ等の導電性ペーストにより内部電極をセラミックグリーンシートのシート面にスクリーン印刷法で印刷する。
【０００３】
その内部電極を印刷した所定の大きさのセラミックグリーンシートから、内部電極とセラミックグリーンシートとを交互に複数積層し、必要に応じて最上層並びに最下層の保護層となるセラミックグリーンシートを積層させてセラミックシート積層体を形成し、このセラミックシート積層体のプレス，部品単位の切断工程等を経てチップ状のセラミック素体を得る。
【０００４】
そのセラミック素体には有機バインダー等のバーンアウト処理を施し、１０００℃〜１４００℃で焼成した後、両端部の外部端子としてＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ等の下地電極を形成すると共に、ニッケルのメッキ被膜並びに錫または錫・鉛合金のメッキ被膜を形成することにより積層セラミック電子部品として製造することが行われている。
【０００５】
その積層セラミック電子部品の製造方法によると、図１５で示すように内部電極１を形成したセラミックグリーンシート２の積層により、内部電極１の厚みによる段差部Ａが生じ、圧着時の圧力が不均一に加わることになるため、電極パターンの変形や位置ズレ等が生じ、これに伴う積層精度の低下等を招く。
【０００６】
それに加えて、内部電極１が積層されている中央部分Ｗと外部端子３，４が設けられる両端部分Ｄ１，Ｄ２におけるセラミック層のパッキング状態や各シート接合状態のバラ付きが生じ、上述した段差部Ａが中央部分Ｗと両端部分Ｄ１，Ｄ２との間に生ずるため、焼成時に剥がれやクラック等が内部に生ずることによる構造欠陥を招く。
【０００７】
その他、上述した積層セラミック電子部品の製造工程では、セラミック層を介して所定の内部電極を互いに接続するに、スルーホールをレーザ照射等により内部電極の形成面または内部電極の形成面を外れたセラミックグリーンシートのシート面に設けると共に、導電性ペーストをスルーホールの孔内にスクリーン印刷で埋め込んでスルーホール導体を設け、このスルーホール導体を互いに位置合わせさせてセラミックグリーンシートを積層することが行われている。
【０００８】
然し、そのスルーホール導体を正確に位置合わせさせてセラミックグリーンシートを積層するには画像処理技術や機械的制御技術を適用することが必要となるため、機械設備の大型化や高額化が余儀なくされる。
【０００９】
従来、上述した段差部の発生を解消する観点からすると、内部電極を形成したセラミックグリ−ンシートの間に、内部電極を形成しないセラミックグリーンシートを介在させて内部電極を形成したセラミックグリ−ンシートを積層することが提案されている（特開平７−３７７５０号）。
【００１０】
然し、これでは積層セラミックコンデンサとして製造する場合、小型化，大容量化に応えることから、誘電体層の１層当たりの厚みを薄くし、積層数を多くすることに逆効する。
【００１１】
また、導電性の金属粉末とシリコン含有のワニスとを混合した導電性ペーストにより、撥水性を有する内部電極をセラミックグリーンシートのシート面に形成し、その上に、セラミック粉末を水系媒体に分散した水系セラミックペーストによりセラミックグリーンシートを形成し、内部電極の撥水性により水系セラミックペーストをはじかせて内部電極の段差部を埋めるセラミックグリーンシートを形成することが提案されている（特開平９−１１５７６６号）。
【００１２】
然し、それでは内部電極，セラミック層を形成するのに必要な材料の他に、シリコン含有のワニスや水系媒体等の材料が必要となることからコスト高を招く。
【００１３】
その他に、感熱転写性の導電性材料を内部電極としてセラミックグリーンシートのシート面に熱転写し、この内部電極と同一平面上に、感熱転写性のセラミックペーストを熱転写することにより、内部電極を有する平坦なセラミックグリーンシートを形成することも提案されている（特開平１１−２３８６４６号）。
【００１４】
然し、熱転写方式では内部電極が形成されていない部分に合わせて、セラミックグリーンシートを熱転写するパターン合わせが難しい。このため、内部電極の段差部を埋めるセラミックグリーンシートが内部電極と重なることによる厚みの段差部が更に生じ易い。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、余分な組成分を含まない通常通りの材料から、セラミック層並びに内部電極，スルーホール導体，引出し電極を形成し、内部の構造欠陥を生ずるような内部電極の厚みによる段差部を容易に解消し、特性的に優れた積層セラミック電子部品を得られる積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
それに加えて、本発明は所定の内部電極を互いに接続するスルーホール導体を正確に位置合わせさせて容易に形成可能な積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、昇降動可能なベースプレートと、ベースプレートを取り囲む据付け型の外枠とを常用とし、セラミックペーストの吐出ヘッドと、外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と、外枠の枠上にあてがって上部側に載置される導電性ペーストの印刷製版と、ベースプレートを外枠より所定の深さ分だけ下降させる押込み型とを択一移動用として備え、
セラミックペーストを外枠の枠内で所定の深さ分だけ下降したベースプレートの板面に吐出ヘッドより充填させて乾燥し、この乾燥後のセラミックペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と外枠の枠内で上昇動するベースプレートとから押え圧締させて平坦なセラミック層を形成し、
その平坦なセラミック層の上に重ねて導電性ペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に載置される印刷製版で所定パターンの導電層として印刷形成し、この導電層の乾燥後に、セラミック層を押込み型で押えてベースプレートを導電層の厚み分だけ外枠の枠内で降下し、
次いで、セラミックペーストを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下したセラミック層の上に充填させて乾燥し、その乾燥後のセラミックペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と外枠の枠内で上昇動するベースプレートとから押え圧締させて導電層を有する平坦なセラミック層を形成し、この導電層を有する平坦なセラミック層の積重ねによりセラミック素体を形成するようにされている。
【００１８】
本発明の請求項２に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、導電層の乾燥後に、セラミック層を導電層と触れない押え型の突歯で押えてベースプレートを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下し、次のセラミックペーストを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下したセラミック層の上に充填するようにされている。
【００１９】
本発明の請求項３に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、導電層を内部電極として有する平坦なセラミック層と共に、所定の電極相互を接続するスルーホール導体を有する平坦なセラミック層を内部電極の形成工程と同じ方法で重ねて形成するようにされている。
【００２０】
本発明の請求項４に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、内部電極を有する平坦なセラミック層と、スルーホール導体を有する平坦なセラミック層と共に、外部端子の下地用となる端面を外に露出する引出し電極を有する平坦なセラミック層を内部電極の形成工程と同じ方法で重ねて形成するようにされている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１４を参照して説明すると、本発明はチップコンデンサ，チップインダクタ，ＬＣフィルタ等の積層チップ部品やセラミック多層基板を含む各種の積層セラミック電子部品を製造するに適用できる。但し、図示実施の形態に係る積層セラミック電子部品のセラミック層１ａ，１ｂ…の積層数並びに内部電極２ａ，２ｂ…，スルーホール導体３ａ，３ｂ…の積層数やパターン，接続構造等は説明の便宜上から略図により示されている。
【００２２】
その積層セラミック電子部品を製造するには、通常通り、セラミック粉末，有機バインダー，可塑剤，溶剤等を組成物として含むセラミックペーストＰによりセラミック層１ａ，１ｂ…を形成し、Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ等の導電性ペーストＥにより内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…を形成することが行われている。
【００２３】
その製造設備としては、駆動シリンダ等により昇降動可能なベースプレート１０と、このベースプレート１０を昇降動可能に取り囲む据付け型の外枠１１とを常用に備え、コータヘッド等によるセラミックペーストの吐出ヘッド１２ａと、セラミックペーストを乾燥した後の押え型１３と、スクリーン印刷等による導電性ペーストの印刷製版１４と、ベースプレート１０を外枠１１より所定の深さ分だけ下降させる押込み型１５とを択一移動用として備え、セラミック層１ａ，１ｂ…，内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…を順次重ねて形成する積上げ方式が採用されている。
【００２４】
その設備を用いては、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みによる段差部の防止を主眼とし、また、スルーホール導体３ａ…を所定の内部電極２ａ，２ｂ…と正確に接続させて機械的に形成するものとして、まず、最外層の保護層となるセラミック層１ａを第１層目に形成することから開始される。
【００２５】
その開始工程では、まず、図１で示すようにベースプレート１０を外枠１１の枠内で枠上面より所定の深さ分だけ下降させる。この降下深さは、事後の乾燥処理により目減りするセラミック層の厚み分を含めて設定すればよい。ベースプレート１０の降下後、セラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａより外枠１１の枠内でベースプレート１０の板面に充填し、表面をスキージ１２ｂでならしてから自然または強制乾燥処理を施す。
【００２６】
そのセラミックペーストＰの乾燥後は、溶剤成分等の揮発により厚みが減少するところから、押え型１３を外枠１１の枠上にあてがって上部側に配置すると共に、ベースプレート１０を外枠１１の枠内で上昇動させて押え型１３とから乾燥後のセラミックペーストを押え圧締することにより平坦なセラミック層１ａとして形成する。
【００２７】
次に、図２で示すように導電性ペーストＥを印刷製版１４でセラミック層１ａの上に重ねて印刷することにより、内部電極２ａを所定パターンの導電層として形成する。この導電性ペーストＥの印刷にあたっては、先のベースプレート１０の上昇動により、セラミック層１ａの表面が外枠１１の枠面と面一に位置するため、印刷製版１４を外枠１１の枠上にあてがって上部側に載置することから行える。
【００２８】
その内部電極２ａの自然または強制乾燥処理後に、セラミック層１ａを押込み型１５で押えてベースプレート１０を内部電極２ａの厚み分だけ外枠１１の枠内で降下させる。ここで用いられる押込み型１５は内部電極２ａの厚みに相当する突歯１５ａ，１５ｂを内部電極２ａと触れないよう有し、その突歯１５ａ，１５ｂによりセラミック層１ａを内部電極２ａと共に外枠１１の枠内で押し下げる。
【００２９】
その外枠１１の枠内で内部電極２ａの厚み分だけ降下したセラミック層１ａの上には、図３で示すようにセラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａより再度充填すると共に、スキージ１２ｂで表面ならしさせて自然または強制乾燥処理を施す。
【００３０】
そのセラミックペーストＰの乾燥後は、内部電極２ａを含めてセラミックペーストＰの厚みが目減りするため、ベースプレート１０を外枠１１の枠内で上昇動させて外枠１１の枠上にあてがって上部側に配置される押え型１３とで押え圧締することにより、内部電極２ａを有する平坦なセラミック層１ｂとして形成する。
【００３１】
その内部電極２ａを有するセラミック層１ｂを平坦なセラミック層１ａと重ねて形成する如く同様に繰り返せば、通常組成のセラミックペーストＰから形成されるセラミック層１ａ，１ｂ…と導電性ペーストＥから形成される内部電極２ａ，２ｂ…とを交互に積層接合したセラミック素体が得られる。
【００３２】
そのセラミック素体では、内部電極２ａの厚みがセラミック層１ｂで吸収されるため、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みによる段差部は生じない。なお、セラミック層１ｂは内部電極２ａの厚みを吸収するよう形成するのものであるから、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みと同じ厚みの薄膜状のものに形成できる。
【００３３】
上述した内部電極２ａを有するセラミック層１ｂを平坦なセラミック層１ａを形成する工程に引き続いて、スルーホール導体３ａ…を形成する工程を説明すると、図４で示すように導電性ペーストＥを印刷製版１４で内部電極２ａの上に重ねて印刷することにより、スルーホール導体３ａを小突起状に形成する。この導電性ペーストＥの印刷にあたっては、図３の最終工程におけるベースプレート１０の上昇動により、内部電極２ａの表面が外枠１１の枠面と面一に位置するため、印刷製版１４を外枠１１の枠上にあてがって上部側に載置することから行える。
【００３４】
そのスルーホール導体３ａを形成する導電性ペーストの乾燥処理後に、セラミック層１ｂを押込み型１５のスルーホール導体３ａと触れない突歯１５ａ，１５ｂで押えてベースプレート１０をスルーホール導体３ａの立上り厚み分だけ外枠１１の枠内で降下させる。この降下したセラミック層１ｂの上には、図５で示すようにセラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａより再度充填させてスキージ１２ｂで表面ならしすることにより乾燥処理を施す。
【００３５】
そのセラミックペーストＰの乾燥後は、上述したと同様に、スルーホール導体３ａを含めてセラミックペーストＰの厚みが目減りするため、ベースプレート１０を外枠１１の枠内で上昇動させて外枠１１の枠上にあてがって上部側に配置される押え型１３とで圧締することにより、スルーホール導体３ａを有する平坦なセラミック層１ｃとして形成する。
【００３６】
次に、図６で示すように導電性ペーストＥを印刷製版１４でスルーホール導体３ａの上に重ねて印刷することにより内部電極２ｂを形成する。その内部電極２ｂを形成する導電性ペーストの乾燥処理後、セラミック層１ｃを押込み型１５の突歯１５ａ，１５ｂで押えてベースプレート１０を内部電極２ｂの厚み分だけ外枠１１の枠内で下降させる。
【００３７】
この後は、図３で示すと同様にセラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａよりセラミック層１ｃの上に再度充填させて乾燥処理を施し、ベースプレート１０と押え型１２とによる圧締処理を施することにより、内部電極２ａ，２ｂを互いに接続したスルーホール導体３ａを有する平坦なセラミック層として形成できる。
【００３８】
そのスルーホール導体３ａを設けても、スルーホール導体３ａの立上り厚み分がセラミック層１ｃで吸収されるため、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みと共に、スルーホール導体３ａによる段差部は生じない。なお、セラミック層１ｃもスルーホール導体３ａの立上り厚み分を吸収するよう形成するものであるから、薄膜状のものに形成できる。
【００３９】
上述した工程では、内部電極２ａ，２ｂ…をスルーホール導体３ａ…で順次接続するように説明したが、図７で示す如く各交互に位置する内部電極２ａ，２ｃ、２ｂ，２ｄ…を相互に接続するスルーホール導体３ａ，３ｂ…を同じ積層方法により設けるようにできる。図中、破線部はセラミック層１ａ，１ｂ…を示し、斜線部は内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…を示す。
【００４０】
上述した工程に加えて、外部端子を設ける工程を説明すると、図８で示すように平坦なセラミック層１ａ（片側のみ、符号を付ける。）を形成した後に、端面を外に露出する導体層４ａ’を外部端子の下地用となる引出し電極としてセラミック層１ａの上に印刷する。この場合、引出し電極４ａ’をセラミック層１ａの全面に比較的厚く形成し、事後に焼付け処理並びにメッキ処理を施すことにより、図９で示すように端面を全周に露出する鉢巻き端子型の外部端子４ａ，４ｂを形成できる。
【００４１】
それと同様に、図１０で示すように片端面を外に露出する引出し電極４ａ’を一層分厚く印刷し、或いは図１１で示すように複数層重ねて厚く印刷することにより外部端子の下地電極としてセラミック層１ａの上に形成する。この場合、事後に焼付け処理並びにメッキ処理を施すことにより、図１２で示すように端面を底面に露出する底面端子型の外部端子４ａ，４ｂを形成できる。
【００４２】
図９並びに図１２のものは、セラミック層１ａを第１に形成することを基点に設定したことから、外部端子４ａ，４ｂとしては第１のセラミック層１ａを含めて形成可能な鉢巻き端子型並びに底面端子型のものが示したが、片側の外部端子を第１に形成することを基点に設定すれば、図１３並びに図１４で示すように両端面フラット端子型の外部端子４ａ，４ｂを備えるものとして形成できる。
【００４３】
これらセラミック素体は、複数個取り用のセラミックシート積層体として形成し、そのセラミックシート積層体を部品単位に分割することにより得られる。この工程中、セラミックシート積層体には加圧圧着処理が施されるが、各導電層２ａ，２ｂ…、３ａ，３ｂ…、４ａ’が平坦なセラミック層１ｂ，１ｃ…に備えられているため、全層に対して不均一な圧力が加わらない。
【００４４】
このため、内部電極のパターン変形や位置ズレ等を生ずることなく、セラミックシート積層体として高精度に形成できる。また、チップ状のセラミック素体としても、内部電極が積層されている中央部分と両側部分におけるセラミック層のパッキング状態やシート接着状態のバラ付きがなく、焼成時に剥がれやクラック等が内部に生ずることによる構造欠陥が発生しないから、特性的に優れたものが得られる。
【００４５】
設備的には、ベースプレート１０，外枠１１を常用に備え、セラミックペーストの吐出ヘッド１２ａ，押え型１３，導電性ペーストの印刷製版１４，押込み型１５を択一移動用として備え、平坦なセラミック層１ａ，１ｂ…を含む内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…，引出し電極４ａ’を積上げ方式で形成するため、高額な設備を備えないでも、内部電極２ａ，２ｂ…並びに引出し電極４ａ’をスルーホール導体３ａ，３ｂ…で正確に接続させて形成できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上の如く、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法に依れば、余分な組成分を含ませない通常通りの材料から、セラミック層並びに内部電極，スルーホール導体，引出し電極を形成しても、内部の構造欠陥を発生するような導電層の厚みによる段差部を容易に解消でき、特性的に優れた積層セラミック電子部品を簡略な設備により製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で第１層目のセラミック層を形成する工程を示す説明図である。
【図２】 図１のセラミック層を形成する工程に引き続いて導電層を内部電極として形成する工程を示す説明図である
【図３】 図２の内部電極を形成する工程に引き続いて内部電極を備えるセラミック層の形成工程を示す説明図である。
【図４】 図３のセラミック層を形成する工程に引き続いてスルーホール導体の形成工程を示す説明図である。
【図５】 図４のスルーホール導体を形成する工程に引き続いてスルーホール導体を備えるセラミック層の形成工程を示す説明図である。
【図６】 図５のセラミック層の形成工程に引き続いてスルーホール導体で接続する内部電極の形成工程を示す説明図である。
【図７】 図６のスルーホール導体による内部電極の接続構造と別例に係る内部電極の接続構造を示す説明図である。
【図８】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で形成可能な一例に係る引出し電極を含む電極構造を示す説明図である。
【図９】 図８の電極構造による外部端子を備える積層セラミック電子部品を示す説明図である。
【図１０】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で形成可能な別例に係る引出し電極の形成工程を示す説明図である。
【図１１】 図１０の形成工程による外部端子を含む電極構造を示す説明図である。
【図１２】 図１１の電極構造による外部端子を備える積層セラミック電子部品を示す説明図である。
【図１３】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で形成可能な更に別の例に係る引出し電極を含む電極構造を示す説明図である。
【図１４】 図１３の端子構造を備える積層セラミック電子部品を示す説明図である。
【図１５】 従来例に係る積層セラミック電子部品の解決するべき課題を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｐ セラミックペースト
Ｅ 導電性ペースト
１ａ，１ｂ… セラミック層
２ａ，２ｂ… 内部電極
３ａ，３ｂ… スルーホース導体
４ａ’ 引出し電極
４ａ，４ｂ 外部端子
１０ ベースプレート
１１ 外枠
１２ａ セラミックペーストの吐出ヘッド
１３ 押え型
１４ 導電性ペーストの印刷製版
１５ 押込み型
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ペーストから形成される内部電極と、セラミックペーストから形成されるセラミック層とを交互に積層形成したセラミック素体を備え、そのセラミック素体の内部電極と電気的に導通する外部端子を設ける積層セラミック電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、積層セラミック電子部品を製造するには、まず、セラミック粉末，有機バインダー，可塑剤，溶剤等を組成物として含むセラミックペーストによりセラミックグリーンシートをキャリアフィルムの面上に形成すると共に、そのセラミックグリーンシートを所定の大きさに裁断する前にまたは裁断した後、Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ等の導電性ペーストにより内部電極をセラミックグリーンシートのシート面にスクリーン印刷法で印刷する。
【０００３】
その内部電極を印刷した所定の大きさのセラミックグリーンシートから、内部電極とセラミックグリーンシートとを交互に複数積層し、必要に応じて最上層並びに最下層の保護層となるセラミックグリーンシートを積層させてセラミックシート積層体を形成し、このセラミックシート積層体のプレス，部品単位の切断工程等を経てチップ状のセラミック素体を得る。
【０００４】
そのセラミック素体には有機バインダー等のバーンアウト処理を施し、１０００℃〜１４００℃で焼成した後、両端部の外部端子としてＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｕ等の下地電極を形成すると共に、ニッケルのメッキ被膜並びに錫または錫・鉛合金のメッキ被膜を形成することにより積層セラミック電子部品として製造することが行われている。
【０００５】
その積層セラミック電子部品の製造方法によると、図１５で示すように内部電極１を形成したセラミックグリーンシート２の積層により、内部電極１の厚みによる段差部Ａが生じ、圧着時の圧力が不均一に加わることになるため、電極パターンの変形や位置ズレ等が生じ、これに伴う積層精度の低下等を招く。
【０００６】
それに加えて、内部電極１が積層されている中央部分Ｗと外部端子３，４が設けられる両端部分Ｄ１，Ｄ２におけるセラミック層のパッキング状態や各シート接合状態のバラ付きが生じ、上述した段差部Ａが中央部分Ｗと両端部分Ｄ１，Ｄ２との間に生ずるため、焼成時に剥がれやクラック等が内部に生ずることによる構造欠陥を招く。
【０００７】
その他、上述した積層セラミック電子部品の製造工程では、セラミック層を介して所定の内部電極を互いに接続するに、スルーホールをレーザ照射等により内部電極の形成面または内部電極の形成面を外れたセラミックグリーンシートのシート面に設けると共に、導電性ペーストをスルーホールの孔内にスクリーン印刷で埋め込んでスルーホール導体を設け、このスルーホール導体を互いに位置合わせさせてセラミックグリーンシートを積層することが行われている。
【０００８】
然し、そのスルーホール導体を正確に位置合わせさせてセラミックグリーンシートを積層するには画像処理技術や機械的制御技術を適用することが必要となるため、機械設備の大型化や高額化が余儀なくされる。
【０００９】
従来、上述した段差部の発生を解消する観点からすると、内部電極を形成したセラミックグリ−ンシートの間に、内部電極を形成しないセラミックグリーンシートを介在させて内部電極を形成したセラミックグリ−ンシートを積層することが提案されている（特開平７−３７７５０号）。
【００１０】
然し、これでは積層セラミックコンデンサとして製造する場合、小型化，大容量化に応えることから、誘電体層の１層当たりの厚みを薄くし、積層数を多くすることに逆効する。
【００１１】
また、導電性の金属粉末とシリコン含有のワニスとを混合した導電性ペーストにより、撥水性を有する内部電極をセラミックグリーンシートのシート面に形成し、その上に、セラミック粉末を水系媒体に分散した水系セラミックペーストによりセラミックグリーンシートを形成し、内部電極の撥水性により水系セラミックペーストをはじかせて内部電極の段差部を埋めるセラミックグリーンシートを形成することが提案されている（特開平９−１１５７６６号）。
【００１２】
然し、それでは内部電極，セラミック層を形成するのに必要な材料の他に、シリコン含有のワニスや水系媒体等の材料が必要となることからコスト高を招く。
【００１３】
その他に、感熱転写性の導電性材料を内部電極としてセラミックグリーンシートのシート面に熱転写し、この内部電極と同一平面上に、感熱転写性のセラミックペーストを熱転写することにより、内部電極を有する平坦なセラミックグリーンシートを形成することも提案されている（特開平１１−２３８６４６号）。
【００１４】
然し、熱転写方式では内部電極が形成されていない部分に合わせて、セラミックグリーンシートを熱転写するパターン合わせが難しい。このため、内部電極の段差部を埋めるセラミックグリーンシートが内部電極と重なることによる厚みの段差部が更に生じ易い。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、余分な組成分を含まない通常通りの材料から、セラミック層並びに内部電極，スルーホール導体，引出し電極を形成し、内部の構造欠陥を生ずるような内部電極の厚みによる段差部を容易に解消し、特性的に優れた積層セラミック電子部品を得られる積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１６】
それに加えて、本発明は所定の内部電極を互いに接続するスルーホール導体を正確に位置合わせさせて容易に形成可能な積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、昇降動可能なベースプレートと、ベースプレートを取り囲む据付け型の外枠とを常用とし、セラミックペーストの吐出ヘッドと、外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と、外枠の枠上にあてがって上部側に載置される導電性ペーストの印刷製版と、ベースプレートを外枠より所定の深さ分だけ下降させる押込み型とを択一移動用として備え、
セラミックペーストを外枠の枠内で所定の深さ分だけ下降したベースプレートの板面に吐出ヘッドより充填させて乾燥し、この乾燥後のセラミックペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と外枠の枠内で上昇動するベースプレートとから押え圧締させて平坦なセラミック層を形成し、
その平坦なセラミック層の上に重ねて導電性ペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に載置される印刷製版で所定パターンの導電層として印刷形成し、この導電層の乾燥後に、セラミック層を押込み型で押えてベースプレートを導電層の厚み分だけ外枠の枠内で降下し、
次いで、セラミックペーストを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下したセラミック層の上に充填させて乾燥し、その乾燥後のセラミックペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と外枠の枠内で上昇動するベースプレートとから押え圧締させて導電層を有する平坦なセラミック層を形成し、この導電層を有する平坦なセラミック層の積重ねによりセラミック素体を形成するようにされている。
【００１８】
本発明の請求項２に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、導電層の乾燥後に、セラミック層を導電層と触れない押え型の突歯で押えてベースプレートを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下し、次のセラミックペーストを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下したセラミック層の上に充填するようにされている。
【００１９】
本発明の請求項３に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、導電層を内部電極として有する平坦なセラミック層と共に、所定の電極相互を接続するスルーホール導体を有する平坦なセラミック層を内部電極の形成工程と同じ方法で重ねて形成するようにされている。
【００２０】
本発明の請求項４に係る積層セラミック電子部品の製造方法においては、内部電極を有する平坦なセラミック層と、スルーホール導体を有する平坦なセラミック層と共に、外部端子の下地用となる端面を外に露出する引出し電極を有する平坦なセラミック層を内部電極の形成工程と同じ方法で重ねて形成するようにされている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１４を参照して説明すると、本発明はチップコンデンサ，チップインダクタ，ＬＣフィルタ等の積層チップ部品やセラミック多層基板を含む各種の積層セラミック電子部品を製造するに適用できる。但し、図示実施の形態に係る積層セラミック電子部品のセラミック層１ａ，１ｂ…の積層数並びに内部電極２ａ，２ｂ…，スルーホール導体３ａ，３ｂ…の積層数やパターン，接続構造等は説明の便宜上から略図により示されている。
【００２２】
その積層セラミック電子部品を製造するには、通常通り、セラミック粉末，有機バインダー，可塑剤，溶剤等を組成物として含むセラミックペーストＰによりセラミック層１ａ，１ｂ…を形成し、Ｐｄ，Ａｇ，Ｎｉ等の導電性ペーストＥにより内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…を形成することが行われている。
【００２３】
その製造設備としては、駆動シリンダ等により昇降動可能なベースプレート１０と、このベースプレート１０を昇降動可能に取り囲む据付け型の外枠１１とを常用に備え、コータヘッド等によるセラミックペーストの吐出ヘッド１２ａと、セラミックペーストを乾燥した後の押え型１３と、スクリーン印刷等による導電性ペーストの印刷製版１４と、ベースプレート１０を外枠１１より所定の深さ分だけ下降させる押込み型１５とを択一移動用として備え、セラミック層１ａ，１ｂ…，内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…を順次重ねて形成する積上げ方式が採用されている。
【００２４】
その設備を用いては、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みによる段差部の防止を主眼とし、また、スルーホール導体３ａ…を所定の内部電極２ａ，２ｂ…と正確に接続させて機械的に形成するものとして、まず、最外層の保護層となるセラミック層１ａを第１層目に形成することから開始される。
【００２５】
その開始工程では、まず、図１で示すようにベースプレート１０を外枠１１の枠内で枠上面より所定の深さ分だけ下降させる。この降下深さは、事後の乾燥処理により目減りするセラミック層の厚み分を含めて設定すればよい。ベースプレート１０の降下後、セラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａより外枠１１の枠内でベースプレート１０の板面に充填し、表面をスキージ１２ｂでならしてから自然または強制乾燥処理を施す。
【００２６】
そのセラミックペーストＰの乾燥後は、溶剤成分等の揮発により厚みが減少するところから、押え型１３を外枠１１の枠上にあてがって上部側に配置すると共に、ベースプレート１０を外枠１１の枠内で上昇動させて押え型１３とから乾燥後のセラミックペーストを押え圧締することにより平坦なセラミック層１ａとして形成する。
【００２７】
次に、図２で示すように導電性ペーストＥを印刷製版１４でセラミック層１ａの上に重ねて印刷することにより、内部電極２ａを所定パターンの導電層として形成する。この導電性ペーストＥの印刷にあたっては、先のベースプレート１０の上昇動により、セラミック層１ａの表面が外枠１１の枠面と面一に位置するため、印刷製版１４を外枠１１の枠上にあてがって上部側に載置することから行える。
【００２８】
その内部電極２ａの自然または強制乾燥処理後に、セラミック層１ａを押込み型１５で押えてベースプレート１０を内部電極２ａの厚み分だけ外枠１１の枠内で降下させる。ここで用いられる押込み型１５は内部電極２ａの厚みに相当する突歯１５ａ，１５ｂを内部電極２ａと触れないよう有し、その突歯１５ａ，１５ｂによりセラミック層１ａを内部電極２ａと共に外枠１１の枠内で押し下げる。
【００２９】
その外枠１１の枠内で内部電極２ａの厚み分だけ降下したセラミック層１ａの上には、図３で示すようにセラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａより再度充填すると共に、スキージ１２ｂで表面ならしさせて自然または強制乾燥処理を施す。
【００３０】
そのセラミックペーストＰの乾燥後は、内部電極２ａを含めてセラミックペーストＰの厚みが目減りするため、ベースプレート１０を外枠１１の枠内で上昇動させて外枠１１の枠上にあてがって上部側に配置される押え型１３とで押え圧締することにより、内部電極２ａを有する平坦なセラミック層１ｂとして形成する。
【００３１】
その内部電極２ａを有するセラミック層１ｂを平坦なセラミック層１ａと重ねて形成する如く同様に繰り返せば、通常組成のセラミックペーストＰから形成されるセラミック層１ａ，１ｂ…と導電性ペーストＥから形成される内部電極２ａ，２ｂ…とを交互に積層接合したセラミック素体が得られる。
【００３２】
そのセラミック素体では、内部電極２ａの厚みがセラミック層１ｂで吸収されるため、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みによる段差部は生じない。なお、セラミック層１ｂは内部電極２ａの厚みを吸収するよう形成するのものであるから、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みと同じ厚みの薄膜状のものに形成できる。
【００３３】
上述した内部電極２ａを有するセラミック層１ｂを平坦なセラミック層１ａを形成する工程に引き続いて、スルーホール導体３ａ…を形成する工程を説明すると、図４で示すように導電性ペーストＥを印刷製版１４で内部電極２ａの上に重ねて印刷することにより、スルーホール導体３ａを小突起状に形成する。この導電性ペーストＥの印刷にあたっては、図３の最終工程におけるベースプレート１０の上昇動により、内部電極２ａの表面が外枠１１の枠面と面一に位置するため、印刷製版１４を外枠１１の枠上にあてがって上部側に載置することから行える。
【００３４】
そのスルーホール導体３ａを形成する導電性ペーストの乾燥処理後に、セラミック層１ｂを押込み型１５のスルーホール導体３ａと触れない突歯１５ａ，１５ｂで押えてベースプレート１０をスルーホール導体３ａの立上り厚み分だけ外枠１１の枠内で降下させる。この降下したセラミック層１ｂの上には、図５で示すようにセラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａより再度充填させてスキージ１２ｂで表面ならしすることにより乾燥処理を施す。
【００３５】
そのセラミックペーストＰの乾燥後は、上述したと同様に、スルーホール導体３ａを含めてセラミックペーストＰの厚みが目減りするため、ベースプレート１０を外枠１１の枠内で上昇動させて外枠１１の枠上にあてがって上部側に配置される押え型１３とで圧締することにより、スルーホール導体３ａを有する平坦なセラミック層１ｃとして形成する。
【００３６】
次に、図６で示すように導電性ペーストＥを印刷製版１４でスルーホール導体３ａの上に重ねて印刷することにより内部電極２ｂを形成する。その内部電極２ｂを形成する導電性ペーストの乾燥処理後、セラミック層１ｃを押込み型１５の突歯１５ａ，１５ｂで押えてベースプレート１０を内部電極２ｂの厚み分だけ外枠１１の枠内で下降させる。
【００３７】
この後は、図３で示すと同様にセラミックペーストＰを吐出ヘッド１２ａよりセラミック層１ｃの上に再度充填させて乾燥処理を施し、ベースプレート１０と押え型１２とによる圧締処理を施することにより、内部電極２ａ，２ｂを互いに接続したスルーホール導体３ａを有する平坦なセラミック層として形成できる。
【００３８】
そのスルーホール導体３ａを設けても、スルーホール導体３ａの立上り厚み分がセラミック層１ｃで吸収されるため、内部電極２ａ，２ｂ…の厚みと共に、スルーホール導体３ａによる段差部は生じない。なお、セラミック層１ｃもスルーホール導体３ａの立上り厚み分を吸収するよう形成するものであるから、薄膜状のものに形成できる。
【００３９】
上述した工程では、内部電極２ａ，２ｂ…をスルーホール導体３ａ…で順次接続するように説明したが、図７で示す如く各交互に位置する内部電極２ａ，２ｃ、２ｂ，２ｄ…を相互に接続するスルーホール導体３ａ，３ｂ…を同じ積層方法により設けるようにできる。図中、破線部はセラミック層１ａ，１ｂ…を示し、斜線部は内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…を示す。
【００４０】
上述した工程に加えて、外部端子を設ける工程を説明すると、図８で示すように平坦なセラミック層１ａ（片側のみ、符号を付ける。）を形成した後に、端面を外に露出する導体層４ａ’を外部端子の下地用となる引出し電極としてセラミック層１ａの上に印刷する。この場合、引出し電極４ａ’をセラミック層１ａの全面に比較的厚く形成し、事後に焼付け処理並びにメッキ処理を施すことにより、図９で示すように端面を全周に露出する鉢巻き端子型の外部端子４ａ，４ｂを形成できる。
【００４１】
それと同様に、図１０で示すように片端面を外に露出する引出し電極４ａ’を一層分厚く印刷し、或いは図１１で示すように複数層重ねて厚く印刷することにより外部端子の下地電極としてセラミック層１ａの上に形成する。この場合、事後に焼付け処理並びにメッキ処理を施すことにより、図１２で示すように端面を底面に露出する底面端子型の外部端子４ａ，４ｂを形成できる。
【００４２】
図９並びに図１２のものは、セラミック層１ａを第１に形成することを基点に設定したことから、外部端子４ａ，４ｂとしては第１のセラミック層１ａを含めて形成可能な鉢巻き端子型並びに底面端子型のものが示したが、片側の外部端子を第１に形成することを基点に設定すれば、図１３並びに図１４で示すように両端面フラット端子型の外部端子４ａ，４ｂを備えるものとして形成できる。
【００４３】
これらセラミック素体は、複数個取り用のセラミックシート積層体として形成し、そのセラミックシート積層体を部品単位に分割することにより得られる。この工程中、セラミックシート積層体には加圧圧着処理が施されるが、各導電層２ａ，２ｂ…、３ａ，３ｂ…、４ａ’が平坦なセラミック層１ｂ，１ｃ…に備えられているため、全層に対して不均一な圧力が加わらない。
【００４４】
このため、内部電極のパターン変形や位置ズレ等を生ずることなく、セラミックシート積層体として高精度に形成できる。また、チップ状のセラミック素体としても、内部電極が積層されている中央部分と両側部分におけるセラミック層のパッキング状態やシート接着状態のバラ付きがなく、焼成時に剥がれやクラック等が内部に生ずることによる構造欠陥が発生しないから、特性的に優れたものが得られる。
【００４５】
設備的には、ベースプレート１０，外枠１１を常用に備え、セラミックペーストの吐出ヘッド１２ａ，押え型１３，導電性ペーストの印刷製版１４，押込み型１５を択一移動用として備え、平坦なセラミック層１ａ，１ｂ…を含む内部電極２ａ，２ｂ…並びにスルーホール導体３ａ，３ｂ…，引出し電極４ａ’を積上げ方式で形成するため、高額な設備を備えないでも、内部電極２ａ，２ｂ…並びに引出し電極４ａ’をスルーホール導体３ａ，３ｂ…で正確に接続させて形成できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上の如く、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法に依れば、余分な組成分を含ませない通常通りの材料から、セラミック層並びに内部電極，スルーホール導体，引出し電極を形成しても、内部の構造欠陥を発生するような導電層の厚みによる段差部を容易に解消でき、特性的に優れた積層セラミック電子部品を簡略な設備により製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で第１層目のセラミック層を形成する工程を示す説明図である。
【図２】 図１のセラミック層を形成する工程に引き続いて導電層を内部電極として形成する工程を示す説明図である
【図３】 図２の内部電極を形成する工程に引き続いて内部電極を備えるセラミック層の形成工程を示す説明図である。
【図４】 図３のセラミック層を形成する工程に引き続いてスルーホール導体の形成工程を示す説明図である。
【図５】 図４のスルーホール導体を形成する工程に引き続いてスルーホール導体を備えるセラミック層の形成工程を示す説明図である。
【図６】 図５のセラミック層の形成工程に引き続いてスルーホール導体で接続する内部電極の形成工程を示す説明図である。
【図７】 図６のスルーホール導体による内部電極の接続構造と別例に係る内部電極の接続構造を示す説明図である。
【図８】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で形成可能な一例に係る引出し電極を含む電極構造を示す説明図である。
【図９】 図８の電極構造による外部端子を備える積層セラミック電子部品を示す説明図である。
【図１０】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で形成可能な別例に係る引出し電極の形成工程を示す説明図である。
【図１１】 図１０の形成工程による外部端子を含む電極構造を示す説明図である。
【図１２】 図１１の電極構造による外部端子を備える積層セラミック電子部品を示す説明図である。
【図１３】 本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法で形成可能な更に別の例に係る引出し電極を含む電極構造を示す説明図である。
【図１４】 図１３の端子構造を備える積層セラミック電子部品を示す説明図である。
【図１５】 従来例に係る積層セラミック電子部品の解決するべき課題を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｐ セラミックペースト
Ｅ 導電性ペースト
１ａ，１ｂ… セラミック層
２ａ，２ｂ… 内部電極
３ａ，３ｂ… スルーホース導体
４ａ’ 引出し電極
４ａ，４ｂ 外部端子
１０ ベースプレート
１１ 外枠
１２ａ セラミックペーストの吐出ヘッド
１３ 押え型
１４ 導電性ペーストの印刷製版
１５ 押込み型
Claims (4)
- 導電性ペーストから形成される内部電極と、セラミックペーストから形成されるセラミック層とを交互に積層させて形成したチップ状のセラミック素体を備え、そのセラミック素体の内部電極と電気的に導通する外部端子を設ける積層セラミック電子部品の製造方法において、
昇降動可能なベースプレートと、ベースプレートを取り囲む据付け型の外枠とを常用とし、セラミックペーストの吐出ヘッドと、外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と、外枠の枠上にあてがって上部側に載置される導電性ペーストの印刷製版と、ベースプレートを外枠より所定の深さ分だけ下降させる押込み型とを択一移動用として備え、
セラミックペーストを外枠の枠内で所定の深さ分だけ下降したベースプレートの板面に吐出ヘッドより充填させて乾燥し、この乾燥後のセラミックペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と外枠の枠内で上昇動するベースプレートとから押え圧締させて平坦なセラミック層を形成し、
その平坦なセラミック層の上に重ねて導電性ペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に載置される印刷製版で所定パターンの導電層として印刷形成し、この導電層の乾燥後に、セラミック層を押込み型で押えてベースプレートを導電層の厚み分だけ外枠の枠内で降下し、
次いで、セラミックペーストを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下したセラミック層の上に充填させて乾燥し、その乾燥後のセラミックペーストを外枠の枠上にあてがって上部側に配置される押え型と外枠の枠内で上昇動するベースプレートとから押え圧締させて導電層を有する平坦なセラミック層を形成し、この導電層を有する平坦なセラミック層の積重ねによりセラミック素体を形成するようにしたことを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。 - 上記導電層の乾燥後に、セラミック層を導電層と触れない押え型の突歯で押えてベースプレートを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下し、次のセラミックペーストを外枠の枠内で導電層の厚み分だけ降下したセラミック層の上に充填するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 上記導電層を内部電極として有する平坦なセラミック層と共に、所定の電極相互を接続するスルーホール導体を有する平坦なセラミック層を内部電極の形成工程と同じ方法で形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 上記内部電極を有する平坦なセラミック層と、スルーホール導体を有する平坦なセラミック層と共に、外部端子の下地用となる端面を外に露出する引出し電極を有する平坦なセラミック層を内部電極の形成工程と同じ方法で形成するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
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