JP4023622B2 - 積層電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層電子部品の製造方法に関するものである。

一般に、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品は、次のような工程によって製造されている。まず、原料となるセラミック粉末、有機バインダ、溶剤等を含むセラミックペーストをＰＥＴフィルム上に塗布し、いわゆるグリーンシートを形成する。次に、このグリーンシートに、導電性ペーストにより複数の内部電極をスクリーン印刷法などで形成する。そして、内部電極を有するグリーンシートを、内部電極の位置がずらされた状態とずらされていない状態とが交互に重なるように複数枚積層し、シート積層体を作る。次に、かかるシート積層体をプレスし、電子部品単位に対応する大きさに切断して、積層チップ体を得る。さらに、その積層チップ体に対して、バインダ等を除去する脱バインダ処理を行い、所定条件で焼成した後、積層チップ体の両端部に外部電極を形成して、積層セラミック電子部品を得る。

また、このようにして製造される積層セラミック電子部品においては、積層数が多層になるほど内部電極の厚みによる他の部位との段差が無視できなくなる。すなわち、内部電極が印刷されていない余白部分を含む積層領域と、内部電極を含んだ積層領域との間で、内部電極の有無による段差が生じる。かかる段差は、焼成時のクラックやデラミネーションなどを誘発させ、製品の特性の劣化や歩留まりの低下を招く原因となり得る。そこで、内部電極の周囲に段差吸収用のセラミックペーストを印刷することで、上記段差の問題を解消するものもある（特許文献１参照）。
特開２００１−３５８０３６号公報

しかしながら、上述した特許文献１のように、内部電極の周囲に段差吸収用のセラミックペーストを印刷した場合には、そのペースト内の溶剤がグリーンシートとＰＥＴフィルムとの間にまで浸透し、グリーンシートがＰＥＴフィルムから剥離してしまう恐れがあった。このような問題はいわゆるシートアタックと称されており、グリーンシートの剥離や浮き上がりが、シートに凹凸を発生させ、その後の良好な積層を阻害する要因となりうる。特に、多層化に向けて薄層のグリーンシートを使用し、グリーンシートとＰＥＴフィルムとの間に軽剥離剤などが付与されている場合には、この問題がより顕著になる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、内部電極などの導電層に起因した段差を解消することが可能でありながらシートアタックを防止することができる、積層電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、支持体の上に誘電体ペーストから構成したグリーン層を形成し、該グリーン層上に導電層及び段差吸収層を形成した単位層を複数積層して積層電子部品を製造する方法において、少なくとも一つの導電層の上面に前記段差吸収層が形成されている第１の単位層を用意し、導電層の側方に導電層が形成されていない導電層非形成部を有する第２の単位層を用意し、前記導電層非形成部が前記段差吸収層の少なくとも一部の上方に位置するように、前記第２の単位層を前記第１の単位層の上方に積層する、ことを特徴とする。

また、当該方法は好適には、前記単位層として、前記誘電体ペーストから構成し複数チップ領域を有するグリーンシート上に前記導電層と前記段差吸収層とを複数形成し、該段差吸収層のそれぞれが該導電層の上面に設けられているもの、を複数枚用意する工程と、それら複数の単位層を、前記導電層非形成部が前記段差吸収層の少なくとも一部の上方に位置する態様で積層し、シート積層体を得る工程と、前記シート積層体を、一チップ領域毎に裁断して積層チップ体を得る工程とを備える。

また、平面的にみて前記段差吸収層は前記導電層非形成部よりも広く形成されると好適である。

導電層の上面とは別に側方にも、一チップ領域内の長手方向の少なくとも一部に延長する段差吸収層を形成すると好適である。

複数の前記単位層に亙って、前記段差吸収層を同一パターンによって形成すると好適である。

また、前記導電層の上面及び側方に設けられた前記段差吸収層は、誘電体材料により構成されていると好適である。

あるいは、前記導電層の上面に設けられた前記段差吸収層は、導電材料により構成されていると好適である。

本発明に係る積層電子部品の製造方法によれば、内部電極などの導電層に起因した段差を解消することが可能でありながらシートアタックを防止することができる。

また、複数の単位層を用意する工程と、それら複数の単位層を積層してシート積層体を得る工程と、シート積層体を一チップ領域毎に裁断して積層チップ体を得る工程とを備える場合には、上記のように段差吸収層及び導電層非形成部を形成するに際して、積層セラミックコンデンサの既存のプロセスにのせて実施することができる。

また、平面的にみて段差吸収層は導電層非形成部よりも広く形成される場合には、積層時に導電層非形成部に起因した隙間をより確実に埋めることができ、段差吸収効果を一層確実なものとすることができる。

導電層の上面とは別に側方にも、一チップ領域内の長手方向の少なくとも一部に延長する段差吸収層を形成する場合には、導電層の幅方向両側においても段差吸収効果を得られている。よって、導電層の上面に設けられた段差吸収層の上記作用と相俟って、積層セラミックコンデンサ全体でより高い段差発生防止効果を獲得することができる。

また、段差吸収層が複数の単位層に亙って同一パターンによって形成される場合には、単一の印刷パターンを用いて段差吸収層と導電層非形成部との双方を有する態様を簡単且つ大量に製造できる。

導電層の上面及び側方に設けられた段差吸収層が誘電体材料により構成されている場合には、同じペーストを使用することが可能であり、さらに、同時に形成することも可能となりうる。

導電層の上面に設けられた段差吸収層が導電材料により構成されている場合には、一チップ領域の端部の導電領域が拡大され、外部電極部に対する電気的・機械的な接合がより良好となる。

以下、本発明を積層セラミックコンデンサの製造方法に適用した場合の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。

図１は、本発明の実施の形態１に係る製造方法を適用する積層セラミックコンデンサの一例を示す断面図である。図示の積層セラミックコンデンサ１は、誘電体基体３の内部に、複数の内部電極層（導電層）５、７が埋設されている。隣り合う２つの内部電極層５、７は誘電体からなる層を介して向き合っている。内部電極層５、７の層数は、要求される静電容量に応じて決定される。

誘電体基体３の対向する側面には外部電極部９、１１が設けられている。内部電極層５は、このうちの外部電極部９に導通されており、内部電極層７は外部電極部１１に導通されている。

次に、このような構成の積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。まず、図２に示されるように、可撓性のあるＰＥＴフィルム（支持体）２１の上面に、セラミック粉末、バインダ及び溶剤などを少なくとも含むセラミックペースト（誘電体ペースト）２３を塗布し、いわゆるグリーンシート（グリーン層）２５が得られる。セラミックペースト２３の塗布は、ドクターブレード又は押出ヘッド等を用い、塗布後の乾燥処理を行う。また、グリーンシート２５の厚みは１．０〜３．０μｍに設定されている。

続いて、グリーンシート２５を乾燥させた後、シート上面に、内部電極層５、７を構成すべく導電体ペースト２７を複数、分離して配置する。導電体ペースト２７は、例えばスクリーン印刷法やグラビア印刷法によって塗布することができる。導電体ペースト２７の厚みは１．０〜３．０μｍに設定されている。

続いて、導電体ペースト２７の上面及び側方に段差吸収用セラミックペースト３１を塗布する。上面に塗布された段差吸収用セラミックペースト３１は、上部段差吸収層６を構成し、側方に塗布された段差吸収用セラミックペースト３１は、側方段差吸収層８を構成する。段差吸収用セラミックペースト３１は、後述する印刷パターンを実現するスクリーン製版３３を使用する。また、段差吸収用セラミックペースト３１は、基本的には、前述したセラミックペースト２３と同様な構成であり、セラミック粉末、バインダ及び溶剤などを少なくとも構成要素として含む。

このようにして、グリーンシート２５上に内部電極層５、７、上部段差吸収層６及び側方段差吸収層８を形成した単位シート（単位層）３５を、本実施の形態では４００層以上積層し、シート積層体３７を得る（後述の図３参照）。かかる積層は、内部電極層５、７の位置が交互にずれる態様で行われる。なお、シート積層体３７の最上部と最下部には、誘電体のみからなるシートを積層して構成した保護層を設けることもできる。

次に、かかるシート積層体３７をプレスした後、一チップ領域（単位層）に裁断して、積層チップ体３９を得る。さらに、積層チップ体３９から有機バインダ等をバーンアウトする脱バインダ処理を行った後、焼成を行って、最後に、積層チップ体の対向する側面に、外部電極部９、１１を焼付し、積層セラミックコンデンサ１を得る。

続いて、図３に基づいて、本実施の形態における導電体ペースト２７及び段差吸収用セラミックペースト３１の印刷パターンについて説明する。導電体ペースト２７及び段差吸収用セラミックペースト３１はそれぞれ、内部電極層５、７及び段差吸収層６、８を構成する。また、図３において、斜線部分は導電体ペースト２７（内部電極層５、７）を示し、格子部分は上部段差吸収層６を構成する段差吸収用セラミックペースト３１を示し、ドット部分は側方段差吸収層８を構成する段差吸収用セラミックペースト３１を示すものとする。また、点線は、一チップ領域（一部品単位の大きさ、すなわちコンデンサ１個分）の境界すなわち裁断工程の切断ラインを示すものとする。本実施の形態では、一チップ領域は平面視長方形に設定されている。また、説明の便宜上、多層積層されるうちの４層部分のみを抜き出して説明するものとする。

第１単位シート３５ａ、第２単位シート３５ｂ、第３単位シート３５ｃ、第４単位シート３５ｄのそれぞれにおいて、導電体ペースト２７は、二チップ領域毎にその二チップ領域に跨るように配置されていると共に、当該二チップ領域と隣り合う二チップ領域との境界で分断するように配置されている。

段差吸収用セラミックペースト３１は、まず、各導電体ペースト２７上面の長手方向中央部すなわち導電体ペースト２７が跨っている境界上に配置されている。この段差吸収用セラミックペースト３１は、導電体ペースト２７と同じ幅で塗布される。また、この段差吸収用セラミックペースト３１は、上部段差吸収層６として機能する。

さらに、段差吸収用セラミックペースト３１は、導電体ペースト２７の上面以外に、幅方向に隣り合う導電体ペースト２７の間、すなわち長手方向の境界に沿うようにも配置されている。この段差吸収用セラミックペースト３１は、各単位シート３５ａ〜３５ｄにおいて、長手方向全体に亙って連続して延びており、導電体ペースト２７とほぼ同高さに設けられる。また、この段差吸収用セラミックペースト３１は、側方段差吸収層８として機能する。

そして、隣り合う一対の導電体ペースト２７と、側方段差吸収層８を構成する隣り合う一対の段差吸収用セラミックペースト３１とに囲まれた部分が、導電層非形成部４１として残存する。本実施の形態では、平面的にみて、上部段差吸収層６は導電層非形成部４１よりも広く形成されている。すなわち、長手方向寸法に関して、上部段差吸収層６のほうが導電層非形成部４１よりも若干長く形成さている。

このように、同一形状の導電体ペースト２７と段差吸収用セラミックペースト３１とが長手方向に繰り返される印刷パターンが用いられる。すなわち、これらの第１〜第４単位シート３５ａ〜３５ｄを含むすべての単位シート３５は、積層位置をずらすものの、印刷パターンとしては同一の態様を採用している。

また、相互の積層位置は、図３に示すとおりであり、導電体ペースト２７の二チップ領域に跨る部分と分断している部分とは一層毎に交互に重なるように、そして、導電層非形成部４１と上部段差吸収層６とが一層毎に交互に重なるように、長手方向の位置をずらして積層される。

上記のような単位シート３５の積層態様によって、積層位置を同じくする一チップ領域に着目すると次のような構成を備える。本実施の形態の一チップ領域においては、２種類の構成が存在している。

図３には、第１〜第４単位シート３５ａ〜３５ｄにおいて積層位置を同じくする第１〜第４一チップ領域４３ａ〜４３ｄを示すが、全ての一チップ領域４３ａ〜４３ｄにおいて、内部電極層５、７、上部段差吸収層６、側方段差吸収層８及び導電層非形成部４１が存在している。

図３から分かるように、一層隔てた第１及び第３一チップ領域４３ａ、４３ｃは同じ層内構成を有しており、導電層非形成部４１は内部電極層５の側方であって一チップ領域の長手方向の一方側に形成され、上部段差吸収層６は、内部電極層５の上面であって一チップ領域の長手方向の他方側に配置されている。一層隔てた第２及び第４一チップ領域４３ｂ、４３ｄは同じ層内構成を有しており、導電層非形成部４１は内部電極層７の側方であって一チップ領域の長手方向の他方側に形成され、上部段差吸収層６は、内部電極層７の上面であって一チップ領域の長手方向の一方側に配置されている。そして、内部電極層５、７、上部段差吸収層６及び導電層非形成部４１はすべて同じ幅に形成されており、また、平面視矩形に形成されている。

側方段差吸収層８は、平面視、内部電極層５、７、上部段差吸収層６及び導電層非形成部４１における幅方向の両側に設けられている。そして、第１〜第４一チップ領域４３ａ〜４３ｄにおいて、長手方向の全体に亙って連続して延びている。

各一チップ領域４３ａ〜４３ｄがこのように構成された第１〜第４単位シート３５ａ〜３５ｄを積層することによって、積層セラミックコンデンサ１の全体において、一チップ領域内に関し、積層される一対の層においてみて、一方の層の導電層非形成部４１は常に、他方の層の上部段差吸収層６の少なくとも一部の上方に重ねられている。特に本実施の形態では、平面的にみて上部段差吸収層６が導電層非形成部４１とぴったり整列するように重ねられている。

以上のように構成された本実施の形態に係る積層セラミックコンデンサ１においては、内部電極層５、７の上面に設けられた上部段差吸収層６の少なくとも一部の上方に導電層非形成部４１が位置するように交互に積層されていくため、内部電極層５、７とそれが形成されていない導電層非形成部４１との段差が解消される。さらに、上部段差吸収層６から溶剤が滲出した場合にも上部段差吸収層６とグリーンシート２５との間に内部電極層５、７が介在されているため、内部電極層５、７の厚みの分だけ溶剤がＰＥＴフィルム２１まで浸透することを抑制し、いわゆるシートアタックを防止することができる。特に、グリーンシート２５及び内部電極層５、７の合計厚みが３μｍ以下であって、シート積層体３７の厚みが４００μｍ以上の薄層多層品に有効である。

さらに、平面的にみて上部段差吸収層６が導電層非形成部４１よりも広く形成されているため、積層時に導電層非形成部に起因した隙間をより確実に埋めることができ、段差吸収効果を一層確実なものとすることができる。

また、側方段差吸収層８が内部電極層５、７の側方においてチップ領域の長手方向に延長しているため、内部電極層５、７の幅方向両側においても段差吸収効果を得られている。よって、上部段差吸収層６の上記作用と相俟って、積層セラミックコンデンサ１全体でより高い段差発生防止効果を獲得することができる。なお、側方段差吸収層８は、平面的にみて内部電極層５、７が設けられていない領域に配置されているため、シートアタックによる凹凸に起因し電気的特性が問題となることはない。

また、複数の単位シート３５に亙って、内部電極層５、７、段差吸収層６、８及び導電層非形成部４１が同一パターンに形成されるため、単一の印刷パターンを用いて段差吸収層６、８と導電層非形成部４１との双方を有する態様を簡単且つ大量に製造できる。

また、段差吸収層６、８と導電層非形成部４１との双方は、積層後の裁断処理によって形成されていく。よって、積層セラミックコンデンサの既存のプロセスにのせて実施することができる。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

まず、上記実施の形態では、積層セラミックコンデンサにおいて内部電極層が設けられている全ての単位シートで、一チップ領域でみて導電層の上方に上部段差吸収層が設けられ、且つ、導電層の側方に導電層非形成部が設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも一つの一チップ領域でみて、導電層の上方に上部段差吸収層が設けられている層を用意し、その上部段差吸収層の少なくとも一部の上方に導電層非形成部が配置されていればよい。

また、積層に際して内部電極層（導電層）をずらしながら配置する態様としては、上記実施の形態のように単位シートを長手方向に直線的にシフトさせる態様には限定されず、１８０度回転させながら重ねていく態様であってもよい。

また、上部段差吸収層は平面的にみて導電層非形成部よりも広く形成される態様に限定されるものではなく、導電層非形成部が上部段差吸収層の少なくとも一部の上方に位置するように積層が可能な態様であれば適宜改変して実施することができる。よって、例えば、上部段差吸収層を平面的にみて導電層非形成部よりも小さく形成し、積層時に導電層非形成部が上部段差吸収層全体の上方に位置していてもよい。あるいは、上部段差吸収層及び導電層非形成部を同寸法とし平面的にみて両者が一致するように重なる態様で積層することも可能である。これらのような改変形態おいても、導電層非形成部が上部段差吸収層の上方に積層されていれば、両者の重なりの範囲において段差吸収効果が得られる。

さらに、上部段差吸収層及び導電層非形成部は平面的にみて同一形状に形成されることには限定されない。平面的にみて上部段差吸収層が導電層非形成部の範囲内に収容されていれば好適な段差吸収効果が得られる。よって、上部段差吸収層は、導電層非形成部よりも小形状に形成することもできる。

また、上部段差吸収層及び側方段差吸収層は、別工程で塗布されていてもよいし、別材料で構成されていてもよい。さらに、側方段差吸収層は設けないようにしてもよい。その場合も、導電層非形成部は、長手方向に隣り合う一対の導電層の間、もしくは、一チップ領域において導電層の長手方向の側方にあって、導電層と導幅の領域として観念することができる。

また、上記実施の形態では、シート積層体を得る積層工程後に積層チップ体への裁断工程を行うプロセスであったが、本発明はこの順序に限定されるものではない。よって、単位シートから一チップ領域分を取り出す裁断工程の後に、それを重ねる積層工程を行う態様も含まれる。

また、上記実施の形態では、上部段差吸収層及び側方段差吸収層は誘電体材料で構成されていたため、同じペーストを使用することが可能であり、さらに、同時に形成することも可能となりうる。しかし、これに代えて、上部段差吸収層は導電材料で構成することもできる。その場合には、一チップ領域の端部の導電領域が拡大され、外部電極部に対する電気的・機械的な接合がより良好となる。さらに、上部段差吸収層を導電材料で形成する場合、必ずしも上部段差吸収層を導電層とは別工程で形成する必要はなく、導電ペーストの塗布時に厚みを階段状又は滑らかに変化させて形成するようにしてもよい。

さらに、本発明に関する積層電子部品は、積層セラミックコンデンサに限定されるものではなく、例えば、インダクタ、ＬＣフィルタ、アレイ部品に適用することも可能であり、よって、導電層もコンデンサにおける内部電極層に限定されるものではない。

本発明の実施の形態に係る製造方法を適用する積層セラミックコンデンサを示す断面図である。 積層セラミックコンデンサの製造方法を説明する図である。 本発明の一実施の形態における、導電層、段差吸収層及び導電層非形成部の配置パターンを示す図である。

符号の説明

１ 積層セラミックコンデンサ（積層電子部品）
５、７ 内部電極層（導電層）
６ 上部段差吸収層
８ 側方段差吸収層
２１ ＰＥＴフィルム（支持体）
２５ グリーンシート（グリーン層）
３５ 単位シート（単位層）
３７ シート積層体
３９ 積層チップ体
４１ 導電層非形成部
４３ａ〜４３ｄ 一チップ領域（単位層）

Claims (7)

1. 支持体の上に誘電体ペーストから構成したグリーン層を形成し、該グリーン層上に導電層及び段差吸収層を形成した単位層を複数積層して積層電子部品を製造する方法において、
   少なくとも一つの導電層の上面に前記段差吸収層が形成されている第１の単位層を用意し、
   導電層の側方に導電層が形成されていない導電層非形成部を有する第２の単位層を用意し、
   前記導電層非形成部が前記段差吸収層の少なくとも一部の上方に位置するように、前記第２の単位層を前記第１の単位層の上方に積層する、
   ことを特徴とする積層電子部品の製造方法。
2. 前記単位層として、前記誘電体ペーストから構成し複数チップ領域を有するグリーンシート上に前記導電層と前記段差吸収層とを複数形成し、該段差吸収層のそれぞれが該導電層の上面に設けられているもの、を複数枚用意する工程と、
   それら複数の単位層を、前記導電層非形成部が前記段差吸収層の少なくとも一部の上方に位置する態様で積層し、シート積層体を得る工程と、
   前記シート積層体を、一チップ領域毎に裁断して積層チップ体を得る工程と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の積層電子部品の製造方法。
3. 平面的にみて前記段差吸収層は前記導電層非形成部よりも広く形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層電子部品の製造方法。
4. 導電層の上面とは別に側方にも、一チップ領域内の長手方向の少なくとも一部に延長する段差吸収層を形成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の積層電子部品の製造方法。
5. 複数の前記単位層に亙って、前記段差吸収層を同一パターンによって形成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の積層電子部品の製造方法。
6. 前記導電層の上面及び側方に設けられた前記段差吸収層は、誘電体材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の積層電子部品の製造方法。
7. 前記導電層の上面に設けられた前記段差吸収層は、導電材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の積層電子部品の製造方法。

Images