積層セラミック電子部品の製造方法
【課題】 外部電極ペーストを焼き付ける際に外部電極の端に浮きが生じるのを抑制する。
【解決手段】 対向する一対の端面３と端面３を連結する側面５とからなり、積層された複数のセラミック層２と、端面３のいずれか一方に露出するようにセラミック層２の間に形成された複数の内部電極４とを有する積層セラミック素体１０を作製する工程と、側面のみに第１のガラス材料を含むガラス層６を形成する工程と、側面５の端面３に接する側端部１５および端面３に金属粉末を含む外部電極ペースト８を塗布する工程と、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程とを備え、第１のガラス材料の軟化温度は、金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えず、側端部に形成された外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層６を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させる、積層セラミック電子部品の製造方法。
【解決手段】 対向する一対の端面３と端面３を連結する側面５とからなり、積層された複数のセラミック層２と、端面３のいずれか一方に露出するようにセラミック層２の間に形成された複数の内部電極４とを有する積層セラミック素体１０を作製する工程と、側面のみに第１のガラス材料を含むガラス層６を形成する工程と、側面５の端面３に接する側端部１５および端面３に金属粉末を含む外部電極ペースト８を塗布する工程と、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程とを備え、第１のガラス材料の軟化温度は、金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えず、側端部に形成された外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層６を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させる、積層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、積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミック電子部品は、一般的に、積層された複数のセラミック層と、セラミック層の間に形成された複数の内部電極とを有する積層セラミック素体を備えている。複数の内部電極は交互に積層セラミック素体の端面のいずれか一方に露出しており、この内部電極と電気的に接続するように、積層セラミック素体の端面に外部電極が形成されている。また、外部電極は、積層セラミック素体との接着性を確保するため、積層セラミック素体の端面のみならず、その周囲、具体的には対向する端面を連結する側面のうち、端面に接する側端部にまで形成される。
【０００３】
外部電極の形成にあたっては、一般的に、金属粉末とガラス材料とを含む外部電極ペーストを積層セラミック素体の端面および側面の側端部に塗布し、焼き付けることにより形成する。ここで、外部電極ペーストにガラス材料を含有させている目的の１つは、外部電極と積層セラミック素体との接着性を向上させることにある。具体的には、外部電極を焼き付ける過程で軟化して流動したガラス材料が積層セラミック素体の外表面を構成するセラミック粉末と反応することによって、外部電極と積層セラミック素体との接着性が向上する。
【０００４】
しかしながら、近年、外部電極ペーストにガラス材料を含ませているにも関わらず外部電極と積層セラミック素体との接着性が十分でなく、外部電極ペーストを焼き付ける工程において積層セラミック素体の側端部に形成される外部電極の端が剥離して浮きあがってしまうという問題が生じている。これは、特許文献１に示されているように、焼き付け時にクラックが発生するのを抑制するために、外部電極ペーストに含まれる金属粉末が微粒化させて焼結性を向上させていることが原因と考えられる。すなわち、金属粉末の微粒化は、金属粉末の焼結開始温度の低下をもたらすため、ガラス材料が軟化流動して外部電極と積層セラミック素体との界面に達する前に金属粉末の焼結が始まってしまい、応力の集中する外部電極の端に剥離が生じて浮きが起こっていると考えられる。
【０００５】
このように、外部電極の端に浮きが起こると、外観上問題があるだけでなく、浮きによって生じる隙間からめっき液が浸入してセラミック層の絶縁信頼性を劣化させるおそれがある。また、積層セラミック素体の側面に接着されている外部電極の面積が小さくなることによって撓み強度が劣化するという問題も生じかねない。
【０００６】
なお、金属粉末の微粒化に伴う焼結開始温度の低下に合わせて、軟化温度の低いガラス材料を採用することも考えられるが、これには問題がある。外部電極には高信頼性への強い要求からガラス材料として耐めっき液性などに優れた高い化学的安定性を備えるものが求められており、必然的に軟化温度の高いガラス材料を用いる必要があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１０４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題を解決し、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程において外部電極の端に浮きが生じることを抑制し得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している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、まず、積層セラミック素体を作製する工程を備える。積層セラミック素体は、対向する一対の端面と端面を連結する側面とからなる。また、積層セラミック素体は、積層された複数のセラミック層と、端面のいずれか一方に露出するようにセラミック層の間に形成された複数の内部電極とを有する。次に、積層セラミック素体の側面のみに第１のガラス材料を含むガラス層を形成する。また、積層セラミック素体の側面の端面に接する側端部および端面に金属粉末を含む外部電極ペーストを塗布する工程を備える。次いで、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程を備える。ここで、第１のガラス材料は、軟化温度が金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えないものを用い、側端部に形成された外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間にガラス層を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させる。
【００１０】
また、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、ガラス層を形成する工程において、積層セラミック素体の側面の側端部に塗布される外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間に位置するようにガラス層を形成することが好ましい。
【００１１】
さらに、ガラス層を積層セラミック素体の側面の端面に接する位置に形成することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法において、ガラス層に含まれる第１のガラス材料の軟化温度は、金属粉末の焼結開始温度以下であることが好ましい。
【００１３】
また、ガラス層の厚みは、０．５μｍ以上５μｍ以下に形成することが好ましい。
【００１４】
また、外部電極ペーストが第２のガラス材料を含み、第２のガラス材料は第１のガラス材料よりも軟化温度が高いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、積層セラミック素体の側面のみに、軟化温度が金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えない第１のガラス材料を含むガラス層を形成した上で外部電極ペーストを焼き付け、側端部に形成された外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間にガラス層を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させるため、ガラス層によって外部電極の端と積層セラミック素体との接着性が確保されて、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程において外部電極の端に浮きが生じるのを抑制することができる。これにより、外観上に問題がなく、絶縁信頼性や撓み強度の劣化を抑制した積層セラミック電子部品を製造することができる。
【００１６】
また、ガラス層を形成する工程において、積層セラミック素体の側面の側端部に塗布される外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間に位置するようにガラス層を形成すると、流動性の低いガラスであっても、外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間に確実にガラス層を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることができる。よって、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程において外部電極の端に浮きが生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１７】
さらに、ガラス層を積層セラミック素体の側面の端面に接する位置に形成すると、積層セラミック素体の側面の側端部に塗布された外部電極ペーストと積層セラミック素体との間の広い範囲にガラス層が存在するため、さらに接着性を向上させることができるとともに金属粉末の焼結収縮による応力を緩和することができ、外部電極の端に浮きが生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１８】
また、ガラス層に含まれる第１のガラス材料の軟化温度が金属粉末の焼結開始温度以下であると、金属粉末の焼結開始時により強い接着性を与えることができるため、外部電極の端に浮きが生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１９】
また、ガラス層の厚みを０．５μｍ以上に形成するとより確実に接着性を確保することができ、５μｍ以下に形成するとガラス層に含まれる第１のガラス材料が外部電極の表面に析出することを抑制することができ、めっき付着性が向上する。
【００２０】
また、外部電極ペーストが第２のガラス材料を含み、第２のガラス材料として第１のガラス材料よりも軟化温度が高いものを用いると、第１のガラス材料によって外部電極と積層セラミック素体の接着性を向上させつつ、第２のガラス材料として耐めっき液性に優れたガラス材料を用いることができる。また、外部電極の表面にガラスが析出するのを抑制することができ、めっき付着性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図２】図１にかかる積層セラミック素体にガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法を、図１〜図６を参照しながら、実施形態に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態では、積層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例に挙げて説明するが、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、積層セラミックインダクタなどの他の積層セラミック電子部品の製造方法にも適用することができる。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
図１および図２は、本発明の第１の実施形態を説明するためのものである。図１は、積層セラミック素体の概略断面図である。図２は、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体を示す概略断面図である。以下、図１および図２を参照しながら第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法を説明する。
【００２４】
（１）積層セラミック素体の作製
図１に示すように、積層セラミック素体１０は、対向する一対の端面３と端面３を連結する側面５とからなり、積層された複数のセラミック層２とセラミック層２の間に形成された複数の内部電極４とを有する。内部電極４は端面３のいずれか一方に露出するように形成されている。なお、セラミック層２の間には、内部電極４に加えて、いずれの端面３にも露出しない浮き電極が形成されていてもよい。
【００２５】
ここで、端面３とは内部電極４が露出している面のことであり、側面５とは端面３以外の面のことである。例えば、積層セラミック素体１０が直方体状である場合には、内部電極４が露出している対向する二面が端面３となり、残りの四面が側面５となる。
【００２６】
積層セラミック素体１０を作製するにあたっては、まず、ＢａＴｉＯ3を含むセラミックグリーンシートを準備し、このセラミックグリーンシートの表面にＮｉ粉末などを含む内部電極ペーストをスクリーン印刷によって塗布する。次に、内部電極ペーストが塗布されたセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、圧着して、積層セラミックグリーンブロックを作製する。この積層セラミックグリーンブロックを所定のサイズに切断した後、脱脂・焼成を行うことにより積層セラミック素体１０を得る。
【００２７】
（２）ガラス層の形成
次に、第１のガラス材料であるガラスフリット、バインダ、有機溶剤を含むガラスペーストを作製する。ガラスフリットの組成は、特に限定されないが、例えばＢ−Ｓｉ−Ｂｉ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ｂａ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ系ガラスなど従来から外部電極ペーストに含まれているものを用いることができる。
【００２８】
第１のガラス材料は、軟化温度が後述する外部電極ペーストに含まれるＣｕ粉末などの金属粉末の焼結開始温度以下のものを用いることが好ましい。金属粉末が焼結を開始する時点で第１のガラス材料が軟化していれば、外部電極と積層セラミック素体１０との接着性を確保することができ、外部電極の端に浮きが起こるのをより確実に抑制することができるからである。
【００２９】
ただし、第１のガラス材料の軟化温度は、金属粉末の焼結開始温度以下である必要はなく、金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えないものであればよい。なぜなら、ガラスの軟化温度はあくまで粘度がｌｏｇη＝７．６ｄＰａ・ｓになるときの温度を意味するのであって、軟化温度に達していない状態でもガラス材料は所定の粘性を有しているため、外部電極と積層セラミック素体とを接着し得るからである。また、外部電極の端の浮きは、金属粉末の焼結開始時に直ちに生じるとは限らないからである。なお、ガラス材料の軟化温度は上述したガラス組成比を調整することにより変更することができる。
【００３０】
このガラスペーストを、図２に示すように、積層セラミック素体１０の側面５のみにスクリーン印刷によって塗布することで、ガラス層６を形成する。ガラス層６を側面５のみに形成するのは、端面３にガラス層６が存在すると、内部電極と外部電極とが物理的に接触しなくなり、内部電極４と外部電極とが電気的に接続できなくなるからである。特に、内部電極としてＮｉ、外部電極としてＣｕという卑金属の組合せを用いる場合、内部電極と外部電極との間にガラス層が存在すると、後述する外部電極ペーストを焼き付ける工程において、ＣｕからＮｉへの液相拡散よりもＮｉからＣｕへの液相拡散が多く生じるため、内部電極と外部電極との距離が広がってしまい電気的に接続することができなくなる。これに対し、内部電極と外部電極との間にガラス層が存在しないと、ガラス層が存在する場合とは逆に、ＣｕからＮｉへの固相拡散がＮｉからＣｕへの固相拡散よりも多く生じるため、外部電極のＣｕが内部電極に入り込むようになり、電気的な接続信頼性が向上する。したがって、ガラス層６は、内部電極４が露出している端面３には形成せず、側面５のみに形成する。なお、図２は断面図であるため正確に図示していないが、上述した通り、積層セラミック素体１０が直方体状である場合、対向する端面３を連結する残りの四面が側面５となるため、四面にガラス層６を形成する。
【００３１】
また、積層セラミック素体１０の側面５においてガラス層６を形成する位置は、後述する外部電極を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層６を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることを考慮して決定される。
【００３２】
図２に示すように、第１の実施形態では、積層セラミック素体１０の側面５の端面３に接する側端部１５に塗布される外部電極ペースト８の下に位置するようにガラス層６を形成する。言い換えると、ガラス層６は、積層セラミック素体１０の側面５の端面３に接する位置７から外部電極ペースト８の端９と同じ位置まで形成される。なお、ガラス層６は、外部電極ペースト８の端９と同じ位置を超えて形成されていてもよい。これにより、外部電極を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間に確実にガラス層６を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることができる。
【００３３】
また、ガラス層６を側面５の端面３に接する位置７に形成すると、側面５の側端部１５に形成された外部電極ペースト８を広い範囲で接着することができるため、Ｃｕ粉末の焼結収縮によって生じる応力を緩和することができ、外部電極の端９に浮きが起こるのをさらに確実に抑制することができる。
【００３４】
また、ガラス層６の厚みは０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲であることが好ましい。０．５μｍ以上であるとガラス層の接着性がより向上するからである。ただし、ガラス層の厚みは０μｍを除いて、０．５μｍ未満であってもよい。また、ガラス層の厚みが５μｍを超えると、ガラス層６に含まれる第１のガラス材料が外部電極の表面に析出し易くなり、めっき付着性が低下する。
【００３５】
（３）外部電極ペーストの塗布
Ｃｕ粉末などの金属粉末と、第２のガラス材料としてのガラスフリットと、バインダと、有機溶剤とを含む外部電極ペーストを作製する。なお、外部電極ペーストには第２のガラス材料が含まれていなくてもよい。
【００３６】
ここで、第２のガラス材料は第１のガラス材料と同じものを用いると、複数の種類のガラス材料を用意しなくてもよい点で好ましい。
【００３７】
また、第２のガラス材料として第１のガラス材料よりも軟化温度が高いものを用いると、化学的安定性に優れたガラス材料を選択することができるため耐めっき液性を向上させることができる点で好ましい。また、外部電極ペーストを焼き付ける際に第２のガラス材料の流動性を抑えることができるため、外部電極の表面に第２のガラス材料が析出するのを抑制することができる。
【００３８】
図２に示すように、この外部電極ペースト８を、積層セラミック素体１０の端面３に塗布する。このとき、外部電極ペースト８は、端面３だけでなく、側面５の端面３に接する側端部１５にも塗布される。外部電極ペースト８を塗布する方法としては、従来からある公知の方法を用いることができるが、例えば以下のような方法を用いる。まず、平面テーブル上に外部電極ペーストを配置する。この外部電極ペーストに積層セラミック素体を端面から浸漬した後、引き上げる。これを他方の端面についても行うことで積層セラミック素体１０に外部電極ペースト８を塗布することができる。
【００３９】
（４）外部電極ペーストの焼き付け
次に、外部電極ペースト８を焼き付けて外部電極を形成する。
【００４０】
この外部電極ペースト８を焼き付ける際に、外部電極ペースト８に含まれる金属粉末が焼結し、収縮する。そのため、積層セラミック素体１０の側面５に塗布された外部電極ペースト８において、その端９から端面３の方向に向かって応力が生じるが、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にはガラス層６が存在しており、これらを接着する。その結果、応力の集中する外部電極ペースト８の端９が積層セラミック素体１０から剥離して浮きが起こるのを抑制することができる。
【００４１】
外部電極を形成した後には、必要に応じて外部電極の表面にめっきを施す。このとき、外部電極の端に浮きが起こっていないため、積層セラミック素体へのめっき液の浸入による絶縁信頼性の劣化を抑制することができる。以上の工程により、外部電極の端に起こる浮きを抑制した積層セラミックコンデンサが得られる。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００４３】
図３に示すように、第２の実施形態においては、ガラス層１６を、積層セラミック素体１０の側面５における外部電極ペースト８の端９付近にのみ形成する。具体的には、側面５の端面３に接する位置７にはガラス層１６を形成せず、外部電極ペースト８の端９より端面３側の位置から外部電極ペースト８の端９を超えた位置までガラス層１６を形成する。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４４】
第２の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層１６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層１６を形成する。そのため、外部電極を形成する工程では、確実にガラス層１６が外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間に存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることができる。その結果、ガラス層１６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保され、外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００４６】
図４に示すように、第３の実施形態においては、ガラス層２６を、側面５の端面３に接する位置７から、外部電極ペースト８の端９より端面３側の位置まで形成する。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４７】
第３の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層２６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層２６を形成しない。しかし、ガラス層２６は外部電極ペースト８を焼き付ける際に軟化して流動するため、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層２６を存在させた状態で金属粉末を焼結させることができる。その結果、ガラス層２６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保され、外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００４８】
＜第４の実施形態＞
図５は、本発明の第４の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００４９】
図５に示すように、第４の実施形態では、ガラス層３６を、側面５の外部電極ペースト８が塗布される側端部１５以外の位置に形成する。具体的には、側面５における一方の外部電極ペースト８の端９と他方の外部電極ペースト８の端９との間にガラス層３６を形成する。なお、図６においては、外部電極ペースト８の端９に接する位置にガラス層３６を形成しているが、上述の通り、外部電極ペースト８を焼き付ける際にガラス層３６は軟化して流動するため、ガラス層３６を形成する際に外部電極ペースト８の端９とガラス層３６との間に隙間が設けられていてもよい。
【００５０】
また、第４の実施形態においては、ガラス層３６を形成する位置と外部電極ペースト８を塗布する位置が重ならないため、ガラス層３６を形成する工程と外部電極ペースト８を塗布する工程のいずれを先に行ってもよい。例えば外部電極ペースト８を塗布した後に、ガラス層３６を形成してもよい。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５１】
第４の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層３６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９に接する位置にガラス層３６を形成する。また、外部電極ペースト８の端９に接しない位置にガラス層３６を形成してもガラス層３６は外部電極ペースト８を焼き付ける際に軟化して流動するため、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層３６を存在させた状態で金属粉末を焼結させることができる。その結果、ガラス層３６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保され、外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００５２】
＜第５の実施形態＞
図６は、本発明の第５の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００５３】
図６に示すように、第５の実施形態においては、ガラス層４６を側面５の全面にわたって形成する。ガラス層４６を側面５の全面にわたって形成するには、第１の実施形態と同様の印刷によって塗布する方法の他に、シート状のガラス層を積層してもよい。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５４】
第５の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層４６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層４６を形成する。そのため、外部電極を形成する工程において、当然ガラス層４６が外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間に存在させた状態で金属粉末を焼結させることができる。その結果、ガラス層４６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保されるため外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００５５】
以上、ここまでガラス層を形成する位置について種々の実施形態を説明してきたが、本発明はその他の点においても上述の実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
例えば、側面のみにガラス層を形成する方法は上述した印刷に限らず、次のような方法を用いることができる。まず、平面テーブル上にガラスペーストを配置し、これに積層セラミック素体の端面を浸漬した後、引き上げる。次いで、端面に塗布したガラスペーストを除去することによって側面の端面に接する側端部のみにガラス層を形成することができる。
【００５７】
また、ガラス層を形成するにあたっては、ガラスペーストを塗布する方法に限らず、ガラスフリットを直接側面に押しつける方法や、ガラスフリットと樹脂とからなるコンポジット粉末を接着する方法など、他の方法を用いてもよい。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の効果を確かめるために行った実施例について説明する。
【００５９】
ＢａＴｉＯ3を含むセラミックグリーンシートの表面にＮｉ粉末を含む内部電極ペーストをスクリーン印刷によって塗布し、これを所定枚数積層し、圧着して、積層セラミックグリーンブロックを作製した。この積層セラミックグリーンブロックを切断し、脱脂・焼成を行って、寸法が、長さ（Ｌ）１ｍｍ×幅（Ｗ）０．５ｍｍ×高さ（Ｔ）０．５ｍｍの積層セラミック素体を作製した。
【００６０】
次に、第１のガラス材料として、軟化温度が５８０℃、６００℃、６２０℃、６４０℃になるようにそれぞれ調整したＢ−Ｓｉ−Ｂｉ−Ｏ系のガラスフリットを用意した。これら４種類のガラスフリットについて、それぞれガラスフリット５重量部と、バインダとしてのアクリル樹脂１０重量部と、有機溶剤としてのターピネオール８５重量部とからなるガラスペーストを作製した。これらのガラスペーストを積層セラミック素体の側面における端面に接する位置から、外部電極ペーストの端より端面側に１０μｍまで、外部電極ペーストの端と同じ位置まで、外部電極ペーストの端を１０μｍ超えた位置まで、の３通りの領域にスクリーン印刷により、表１に示す所定の厚みのガラス層を形成した。その後、１５０℃の温度で１０分間乾燥を行った。また、ガラスペーストを印刷しない積層セラミック素体も用意した。
【００６１】
その後、積層セラミック素体の両端面および側面の側端部に外部電極ペーストを塗布し、１５０℃で１０分間乾燥を行った。側端部の外部電極ペーストは、側面の端面に接する位置から２５０μｍの位置までに塗布され、厚みは１５μｍとした。外部電極ペーストとしては、Ｃｕ粉末６５重量部、ガラスフリット６重量部、バインダとしてのアクリル樹脂５重量部、有機溶剤としてのターピネオール２４重量部からなるものを用いた。ここで用いたＣｕ粉末の焼結開始温度は、ＴＭＡ測定によって６００℃であった。なお、ガラスフリットは、軟化温度が６４０℃のものを用いた。
【００６２】
次に、外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体について、バッチ炉を用い、焼成時間約３０分で、トップ温度８５０℃のときに５分間キープさせる焼成条件によって外部電極ペーストの焼き付けを行い、外部電極を形成した。焼成雰囲気はＮ2中へＨ2、Ｈ2Ｏ、大気を添加した。
【００６３】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサについて、側面の側端部の外観観察および研磨による断面観察を行った。得られた結果を以下の表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１において、温度差とは、（第１のガラス材料の軟化温度）−（外部電極ペーストに含まれるＣｕ粉末焼結開始温度）である。また、ガラス層位置は、（ガラス層の長さ）−（側端部の外部電極ペーストの長さ）で表した。評価として、外部電極の端に浮きが５μｍ以上生じたものは×を、浮きが生じているが５μｍ未満に抑制できたものには○を、浮きが０μｍすなわち浮きを完全に抑制できたものは◎をつけた。また、めっき付着性については、Ｎｉめっき欠陥（未着部）がないものは○を、１μｍ未満の未着部があるものは△をつけた。
【００６６】
表１に示すように、ガラス層を形成しない試料１においては、外部電極の端で５μｍ以上の大きな浮きが生じた。
【００６７】
また、試料２，３では、第１のガラス材料の軟化温度が６４０℃であり、Ｃｕ粉末焼結開始温度との差が４０℃であるため、外部電極の端で５μｍ以上の大きな浮きが生じた。
【００６８】
これに対し、試料４，５では、第１のガラス材料の軟化温度が６２０℃であり、Ｃｕ粉末の焼結開始温度より２０℃高いが、外部電極の端の浮きを５μｍ未満に抑えることができた。また、５μｍ未満の浮きの部分にはガラス材料が充填されているため、積層セラミック素体と外部電極の端との間には隙間は生じていなかった。このことから、第１のガラス材料の軟化温度はＣｕ粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えないものであると効果が得られることが確認できた。
【００６９】
また、試料６，７では、第１のガラス材料の軟化温度が６００℃であり、Ｃｕ粉末の焼結開始温度と同じであるため、外部電極の端の浮きを完全に抑えることができた。また、第１のガラス材料の軟化温度が５８０℃であり、Ｃｕ粉末の焼結開始温度よりも２０℃低い試料８，９においても、外部電極の端の浮きを完全に抑えることができた。これらから、第１のガラス材料の軟化温度がＣｕ粉末の焼結開始温度以下であると、より確実に外部電極の端の浮きを抑制できることが確認できた。
【００７０】
また、試料１０では、ガラス層を形成する際に、外部電極の端より端面側に１０μｍの位置までしか形成していなかったが、外部電極の端に起こる浮きを５μｍ未満に抑えることができた。
【００７１】
また、試料１１〜１４は、試料６の条件についてガラス層の厚みのみを調整したものである。
【００７２】
試料１１は、ガラス層の厚みが０．３μｍであるが、外部電極の端の浮きを５μｍ未満に抑えることができた。これに対し、ガラス層の厚みを０．５μｍとした試料１２では、外部電極の端の浮きを完全に抑えることができた。これらから、ガラス層の厚みが０．５μｍ以上であると、より確実に外部電極の端の浮きを抑制できることが確認できた。
【００７３】
試料１３は、ガラス層の厚みが５μｍであり、外部電極の端の浮きを抑制することができ、めっき付着性も良好であった。これに対し、ガラス層の厚みを７μｍとした試料１４は、外部電極の端の浮きを抑制することはできたが、めっき付着性が低下した。これらから、ガラス層の厚みが５μｍ以下であると、めっき付着性が良好であることが確認できた。
【符号の説明】
【００７４】
２ セラミック層
３ 端面
４ 内部電極
５ 側面
６，１６，２６，３６，４６ ガラス層
７ 側面の端面に接する位置
８ 外部電極ペースト
９ 外部電極ペーストの端
１０ 積層セラミック素体
１５ 側端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミック電子部品は、一般的に、積層された複数のセラミック層と、セラミック層の間に形成された複数の内部電極とを有する積層セラミック素体を備えている。複数の内部電極は交互に積層セラミック素体の端面のいずれか一方に露出しており、この内部電極と電気的に接続するように、積層セラミック素体の端面に外部電極が形成されている。また、外部電極は、積層セラミック素体との接着性を確保するため、積層セラミック素体の端面のみならず、その周囲、具体的には対向する端面を連結する側面のうち、端面に接する側端部にまで形成される。
【０００３】
外部電極の形成にあたっては、一般的に、金属粉末とガラス材料とを含む外部電極ペーストを積層セラミック素体の端面および側面の側端部に塗布し、焼き付けることにより形成する。ここで、外部電極ペーストにガラス材料を含有させている目的の１つは、外部電極と積層セラミック素体との接着性を向上させることにある。具体的には、外部電極を焼き付ける過程で軟化して流動したガラス材料が積層セラミック素体の外表面を構成するセラミック粉末と反応することによって、外部電極と積層セラミック素体との接着性が向上する。
【０００４】
しかしながら、近年、外部電極ペーストにガラス材料を含ませているにも関わらず外部電極と積層セラミック素体との接着性が十分でなく、外部電極ペーストを焼き付ける工程において積層セラミック素体の側端部に形成される外部電極の端が剥離して浮きあがってしまうという問題が生じている。これは、特許文献１に示されているように、焼き付け時にクラックが発生するのを抑制するために、外部電極ペーストに含まれる金属粉末が微粒化させて焼結性を向上させていることが原因と考えられる。すなわち、金属粉末の微粒化は、金属粉末の焼結開始温度の低下をもたらすため、ガラス材料が軟化流動して外部電極と積層セラミック素体との界面に達する前に金属粉末の焼結が始まってしまい、応力の集中する外部電極の端に剥離が生じて浮きが起こっていると考えられる。
【０００５】
このように、外部電極の端に浮きが起こると、外観上問題があるだけでなく、浮きによって生じる隙間からめっき液が浸入してセラミック層の絶縁信頼性を劣化させるおそれがある。また、積層セラミック素体の側面に接着されている外部電極の面積が小さくなることによって撓み強度が劣化するという問題も生じかねない。
【０００６】
なお、金属粉末の微粒化に伴う焼結開始温度の低下に合わせて、軟化温度の低いガラス材料を採用することも考えられるが、これには問題がある。外部電極には高信頼性への強い要求からガラス材料として耐めっき液性などに優れた高い化学的安定性を備えるものが求められており、必然的に軟化温度の高いガラス材料を用いる必要があるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１１０４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような問題を解決し、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程において外部電極の端に浮きが生じることを抑制し得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している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するために、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、まず、積層セラミック素体を作製する工程を備える。積層セラミック素体は、対向する一対の端面と端面を連結する側面とからなる。また、積層セラミック素体は、積層された複数のセラミック層と、端面のいずれか一方に露出するようにセラミック層の間に形成された複数の内部電極とを有する。次に、積層セラミック素体の側面のみに第１のガラス材料を含むガラス層を形成する。また、積層セラミック素体の側面の端面に接する側端部および端面に金属粉末を含む外部電極ペーストを塗布する工程を備える。次いで、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程を備える。ここで、第１のガラス材料は、軟化温度が金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えないものを用い、側端部に形成された外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間にガラス層を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させる。
【００１０】
また、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、ガラス層を形成する工程において、積層セラミック素体の側面の側端部に塗布される外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間に位置するようにガラス層を形成することが好ましい。
【００１１】
さらに、ガラス層を積層セラミック素体の側面の端面に接する位置に形成することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法において、ガラス層に含まれる第１のガラス材料の軟化温度は、金属粉末の焼結開始温度以下であることが好ましい。
【００１３】
また、ガラス層の厚みは、０．５μｍ以上５μｍ以下に形成することが好ましい。
【００１４】
また、外部電極ペーストが第２のガラス材料を含み、第２のガラス材料は第１のガラス材料よりも軟化温度が高いことが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、積層セラミック素体の側面のみに、軟化温度が金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えない第１のガラス材料を含むガラス層を形成した上で外部電極ペーストを焼き付け、側端部に形成された外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間にガラス層を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させるため、ガラス層によって外部電極の端と積層セラミック素体との接着性が確保されて、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程において外部電極の端に浮きが生じるのを抑制することができる。これにより、外観上に問題がなく、絶縁信頼性や撓み強度の劣化を抑制した積層セラミック電子部品を製造することができる。
【００１６】
また、ガラス層を形成する工程において、積層セラミック素体の側面の側端部に塗布される外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間に位置するようにガラス層を形成すると、流動性の低いガラスであっても、外部電極ペーストの端と積層セラミック素体との間に確実にガラス層を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることができる。よって、外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程において外部電極の端に浮きが生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１７】
さらに、ガラス層を積層セラミック素体の側面の端面に接する位置に形成すると、積層セラミック素体の側面の側端部に塗布された外部電極ペーストと積層セラミック素体との間の広い範囲にガラス層が存在するため、さらに接着性を向上させることができるとともに金属粉末の焼結収縮による応力を緩和することができ、外部電極の端に浮きが生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１８】
また、ガラス層に含まれる第１のガラス材料の軟化温度が金属粉末の焼結開始温度以下であると、金属粉末の焼結開始時により強い接着性を与えることができるため、外部電極の端に浮きが生じるのをより確実に抑制することができる。
【００１９】
また、ガラス層の厚みを０．５μｍ以上に形成するとより確実に接着性を確保することができ、５μｍ以下に形成するとガラス層に含まれる第１のガラス材料が外部電極の表面に析出することを抑制することができ、めっき付着性が向上する。
【００２０】
また、外部電極ペーストが第２のガラス材料を含み、第２のガラス材料として第１のガラス材料よりも軟化温度が高いものを用いると、第１のガラス材料によって外部電極と積層セラミック素体の接着性を向上させつつ、第２のガラス材料として耐めっき液性に優れたガラス材料を用いることができる。また、外部電極の表面にガラスが析出するのを抑制することができ、めっき付着性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図２】図１にかかる積層セラミック素体にガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した状態を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態にかかるガラス層を形成した積層セラミック素体を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法を、図１〜図６を参照しながら、実施形態に基づいて説明する。なお、以下に示す実施形態では、積層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例に挙げて説明するが、本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、積層セラミックインダクタなどの他の積層セラミック電子部品の製造方法にも適用することができる。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
図１および図２は、本発明の第１の実施形態を説明するためのものである。図１は、積層セラミック素体の概略断面図である。図２は、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体を示す概略断面図である。以下、図１および図２を参照しながら第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法を説明する。
【００２４】
（１）積層セラミック素体の作製
図１に示すように、積層セラミック素体１０は、対向する一対の端面３と端面３を連結する側面５とからなり、積層された複数のセラミック層２とセラミック層２の間に形成された複数の内部電極４とを有する。内部電極４は端面３のいずれか一方に露出するように形成されている。なお、セラミック層２の間には、内部電極４に加えて、いずれの端面３にも露出しない浮き電極が形成されていてもよい。
【００２５】
ここで、端面３とは内部電極４が露出している面のことであり、側面５とは端面３以外の面のことである。例えば、積層セラミック素体１０が直方体状である場合には、内部電極４が露出している対向する二面が端面３となり、残りの四面が側面５となる。
【００２６】
積層セラミック素体１０を作製するにあたっては、まず、ＢａＴｉＯ3を含むセラミックグリーンシートを準備し、このセラミックグリーンシートの表面にＮｉ粉末などを含む内部電極ペーストをスクリーン印刷によって塗布する。次に、内部電極ペーストが塗布されたセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、圧着して、積層セラミックグリーンブロックを作製する。この積層セラミックグリーンブロックを所定のサイズに切断した後、脱脂・焼成を行うことにより積層セラミック素体１０を得る。
【００２７】
（２）ガラス層の形成
次に、第１のガラス材料であるガラスフリット、バインダ、有機溶剤を含むガラスペーストを作製する。ガラスフリットの組成は、特に限定されないが、例えばＢ−Ｓｉ−Ｂｉ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ｂａ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｏ系ガラス、Ｂ−Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ系ガラスなど従来から外部電極ペーストに含まれているものを用いることができる。
【００２８】
第１のガラス材料は、軟化温度が後述する外部電極ペーストに含まれるＣｕ粉末などの金属粉末の焼結開始温度以下のものを用いることが好ましい。金属粉末が焼結を開始する時点で第１のガラス材料が軟化していれば、外部電極と積層セラミック素体１０との接着性を確保することができ、外部電極の端に浮きが起こるのをより確実に抑制することができるからである。
【００２９】
ただし、第１のガラス材料の軟化温度は、金属粉末の焼結開始温度以下である必要はなく、金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えないものであればよい。なぜなら、ガラスの軟化温度はあくまで粘度がｌｏｇη＝７．６ｄＰａ・ｓになるときの温度を意味するのであって、軟化温度に達していない状態でもガラス材料は所定の粘性を有しているため、外部電極と積層セラミック素体とを接着し得るからである。また、外部電極の端の浮きは、金属粉末の焼結開始時に直ちに生じるとは限らないからである。なお、ガラス材料の軟化温度は上述したガラス組成比を調整することにより変更することができる。
【００３０】
このガラスペーストを、図２に示すように、積層セラミック素体１０の側面５のみにスクリーン印刷によって塗布することで、ガラス層６を形成する。ガラス層６を側面５のみに形成するのは、端面３にガラス層６が存在すると、内部電極と外部電極とが物理的に接触しなくなり、内部電極４と外部電極とが電気的に接続できなくなるからである。特に、内部電極としてＮｉ、外部電極としてＣｕという卑金属の組合せを用いる場合、内部電極と外部電極との間にガラス層が存在すると、後述する外部電極ペーストを焼き付ける工程において、ＣｕからＮｉへの液相拡散よりもＮｉからＣｕへの液相拡散が多く生じるため、内部電極と外部電極との距離が広がってしまい電気的に接続することができなくなる。これに対し、内部電極と外部電極との間にガラス層が存在しないと、ガラス層が存在する場合とは逆に、ＣｕからＮｉへの固相拡散がＮｉからＣｕへの固相拡散よりも多く生じるため、外部電極のＣｕが内部電極に入り込むようになり、電気的な接続信頼性が向上する。したがって、ガラス層６は、内部電極４が露出している端面３には形成せず、側面５のみに形成する。なお、図２は断面図であるため正確に図示していないが、上述した通り、積層セラミック素体１０が直方体状である場合、対向する端面３を連結する残りの四面が側面５となるため、四面にガラス層６を形成する。
【００３１】
また、積層セラミック素体１０の側面５においてガラス層６を形成する位置は、後述する外部電極を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層６を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることを考慮して決定される。
【００３２】
図２に示すように、第１の実施形態では、積層セラミック素体１０の側面５の端面３に接する側端部１５に塗布される外部電極ペースト８の下に位置するようにガラス層６を形成する。言い換えると、ガラス層６は、積層セラミック素体１０の側面５の端面３に接する位置７から外部電極ペースト８の端９と同じ位置まで形成される。なお、ガラス層６は、外部電極ペースト８の端９と同じ位置を超えて形成されていてもよい。これにより、外部電極を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間に確実にガラス層６を存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることができる。
【００３３】
また、ガラス層６を側面５の端面３に接する位置７に形成すると、側面５の側端部１５に形成された外部電極ペースト８を広い範囲で接着することができるため、Ｃｕ粉末の焼結収縮によって生じる応力を緩和することができ、外部電極の端９に浮きが起こるのをさらに確実に抑制することができる。
【００３４】
また、ガラス層６の厚みは０．５μｍ以上５μｍ以下の範囲であることが好ましい。０．５μｍ以上であるとガラス層の接着性がより向上するからである。ただし、ガラス層の厚みは０μｍを除いて、０．５μｍ未満であってもよい。また、ガラス層の厚みが５μｍを超えると、ガラス層６に含まれる第１のガラス材料が外部電極の表面に析出し易くなり、めっき付着性が低下する。
【００３５】
（３）外部電極ペーストの塗布
Ｃｕ粉末などの金属粉末と、第２のガラス材料としてのガラスフリットと、バインダと、有機溶剤とを含む外部電極ペーストを作製する。なお、外部電極ペーストには第２のガラス材料が含まれていなくてもよい。
【００３６】
ここで、第２のガラス材料は第１のガラス材料と同じものを用いると、複数の種類のガラス材料を用意しなくてもよい点で好ましい。
【００３７】
また、第２のガラス材料として第１のガラス材料よりも軟化温度が高いものを用いると、化学的安定性に優れたガラス材料を選択することができるため耐めっき液性を向上させることができる点で好ましい。また、外部電極ペーストを焼き付ける際に第２のガラス材料の流動性を抑えることができるため、外部電極の表面に第２のガラス材料が析出するのを抑制することができる。
【００３８】
図２に示すように、この外部電極ペースト８を、積層セラミック素体１０の端面３に塗布する。このとき、外部電極ペースト８は、端面３だけでなく、側面５の端面３に接する側端部１５にも塗布される。外部電極ペースト８を塗布する方法としては、従来からある公知の方法を用いることができるが、例えば以下のような方法を用いる。まず、平面テーブル上に外部電極ペーストを配置する。この外部電極ペーストに積層セラミック素体を端面から浸漬した後、引き上げる。これを他方の端面についても行うことで積層セラミック素体１０に外部電極ペースト８を塗布することができる。
【００３９】
（４）外部電極ペーストの焼き付け
次に、外部電極ペースト８を焼き付けて外部電極を形成する。
【００４０】
この外部電極ペースト８を焼き付ける際に、外部電極ペースト８に含まれる金属粉末が焼結し、収縮する。そのため、積層セラミック素体１０の側面５に塗布された外部電極ペースト８において、その端９から端面３の方向に向かって応力が生じるが、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にはガラス層６が存在しており、これらを接着する。その結果、応力の集中する外部電極ペースト８の端９が積層セラミック素体１０から剥離して浮きが起こるのを抑制することができる。
【００４１】
外部電極を形成した後には、必要に応じて外部電極の表面にめっきを施す。このとき、外部電極の端に浮きが起こっていないため、積層セラミック素体へのめっき液の浸入による絶縁信頼性の劣化を抑制することができる。以上の工程により、外部電極の端に起こる浮きを抑制した積層セラミックコンデンサが得られる。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
図３は、本発明の第２の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００４３】
図３に示すように、第２の実施形態においては、ガラス層１６を、積層セラミック素体１０の側面５における外部電極ペースト８の端９付近にのみ形成する。具体的には、側面５の端面３に接する位置７にはガラス層１６を形成せず、外部電極ペースト８の端９より端面３側の位置から外部電極ペースト８の端９を超えた位置までガラス層１６を形成する。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４４】
第２の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層１６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層１６を形成する。そのため、外部電極を形成する工程では、確実にガラス層１６が外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間に存在させた状態で金属粉末の焼結を開始させることができる。その結果、ガラス層１６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保され、外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００４５】
＜第３の実施形態＞
図４は、本発明の第３の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００４６】
図４に示すように、第３の実施形態においては、ガラス層２６を、側面５の端面３に接する位置７から、外部電極ペースト８の端９より端面３側の位置まで形成する。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４７】
第３の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層２６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層２６を形成しない。しかし、ガラス層２６は外部電極ペースト８を焼き付ける際に軟化して流動するため、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層２６を存在させた状態で金属粉末を焼結させることができる。その結果、ガラス層２６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保され、外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００４８】
＜第４の実施形態＞
図５は、本発明の第４の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００４９】
図５に示すように、第４の実施形態では、ガラス層３６を、側面５の外部電極ペースト８が塗布される側端部１５以外の位置に形成する。具体的には、側面５における一方の外部電極ペースト８の端９と他方の外部電極ペースト８の端９との間にガラス層３６を形成する。なお、図６においては、外部電極ペースト８の端９に接する位置にガラス層３６を形成しているが、上述の通り、外部電極ペースト８を焼き付ける際にガラス層３６は軟化して流動するため、ガラス層３６を形成する際に外部電極ペースト８の端９とガラス層３６との間に隙間が設けられていてもよい。
【００５０】
また、第４の実施形態においては、ガラス層３６を形成する位置と外部電極ペースト８を塗布する位置が重ならないため、ガラス層３６を形成する工程と外部電極ペースト８を塗布する工程のいずれを先に行ってもよい。例えば外部電極ペースト８を塗布した後に、ガラス層３６を形成してもよい。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５１】
第４の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層３６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９に接する位置にガラス層３６を形成する。また、外部電極ペースト８の端９に接しない位置にガラス層３６を形成してもガラス層３６は外部電極ペースト８を焼き付ける際に軟化して流動するため、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層３６を存在させた状態で金属粉末を焼結させることができる。その結果、ガラス層３６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保され、外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００５２】
＜第５の実施形態＞
図６は、本発明の第５の実施形態を説明するためのものであり、ガラス層を形成し、さらに外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体の概略断面図である。
【００５３】
図６に示すように、第５の実施形態においては、ガラス層４６を側面５の全面にわたって形成する。ガラス層４６を側面５の全面にわたって形成するには、第１の実施形態と同様の印刷によって塗布する方法の他に、シート状のガラス層を積層してもよい。その他の工程については第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５４】
第５の実施形態にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、ガラス層４６を形成する工程において、外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間にガラス層４６を形成する。そのため、外部電極を形成する工程において、当然ガラス層４６が外部電極ペースト８の端９と積層セラミック素体１０との間に存在させた状態で金属粉末を焼結させることができる。その結果、ガラス層４６によって外部電極ペースト８と積層セラミック素体１０との接着性が確保されるため外部電極の端に浮きが起こるのを抑制することができる。
【００５５】
以上、ここまでガラス層を形成する位置について種々の実施形態を説明してきたが、本発明はその他の点においても上述の実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
例えば、側面のみにガラス層を形成する方法は上述した印刷に限らず、次のような方法を用いることができる。まず、平面テーブル上にガラスペーストを配置し、これに積層セラミック素体の端面を浸漬した後、引き上げる。次いで、端面に塗布したガラスペーストを除去することによって側面の端面に接する側端部のみにガラス層を形成することができる。
【００５７】
また、ガラス層を形成するにあたっては、ガラスペーストを塗布する方法に限らず、ガラスフリットを直接側面に押しつける方法や、ガラスフリットと樹脂とからなるコンポジット粉末を接着する方法など、他の方法を用いてもよい。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の効果を確かめるために行った実施例について説明する。
【００５９】
ＢａＴｉＯ3を含むセラミックグリーンシートの表面にＮｉ粉末を含む内部電極ペーストをスクリーン印刷によって塗布し、これを所定枚数積層し、圧着して、積層セラミックグリーンブロックを作製した。この積層セラミックグリーンブロックを切断し、脱脂・焼成を行って、寸法が、長さ（Ｌ）１ｍｍ×幅（Ｗ）０．５ｍｍ×高さ（Ｔ）０．５ｍｍの積層セラミック素体を作製した。
【００６０】
次に、第１のガラス材料として、軟化温度が５８０℃、６００℃、６２０℃、６４０℃になるようにそれぞれ調整したＢ−Ｓｉ−Ｂｉ−Ｏ系のガラスフリットを用意した。これら４種類のガラスフリットについて、それぞれガラスフリット５重量部と、バインダとしてのアクリル樹脂１０重量部と、有機溶剤としてのターピネオール８５重量部とからなるガラスペーストを作製した。これらのガラスペーストを積層セラミック素体の側面における端面に接する位置から、外部電極ペーストの端より端面側に１０μｍまで、外部電極ペーストの端と同じ位置まで、外部電極ペーストの端を１０μｍ超えた位置まで、の３通りの領域にスクリーン印刷により、表１に示す所定の厚みのガラス層を形成した。その後、１５０℃の温度で１０分間乾燥を行った。また、ガラスペーストを印刷しない積層セラミック素体も用意した。
【００６１】
その後、積層セラミック素体の両端面および側面の側端部に外部電極ペーストを塗布し、１５０℃で１０分間乾燥を行った。側端部の外部電極ペーストは、側面の端面に接する位置から２５０μｍの位置までに塗布され、厚みは１５μｍとした。外部電極ペーストとしては、Ｃｕ粉末６５重量部、ガラスフリット６重量部、バインダとしてのアクリル樹脂５重量部、有機溶剤としてのターピネオール２４重量部からなるものを用いた。ここで用いたＣｕ粉末の焼結開始温度は、ＴＭＡ測定によって６００℃であった。なお、ガラスフリットは、軟化温度が６４０℃のものを用いた。
【００６２】
次に、外部電極ペーストを塗布した積層セラミック素体について、バッチ炉を用い、焼成時間約３０分で、トップ温度８５０℃のときに５分間キープさせる焼成条件によって外部電極ペーストの焼き付けを行い、外部電極を形成した。焼成雰囲気はＮ2中へＨ2、Ｈ2Ｏ、大気を添加した。
【００６３】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサについて、側面の側端部の外観観察および研磨による断面観察を行った。得られた結果を以下の表１に示す。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１において、温度差とは、（第１のガラス材料の軟化温度）−（外部電極ペーストに含まれるＣｕ粉末焼結開始温度）である。また、ガラス層位置は、（ガラス層の長さ）−（側端部の外部電極ペーストの長さ）で表した。評価として、外部電極の端に浮きが５μｍ以上生じたものは×を、浮きが生じているが５μｍ未満に抑制できたものには○を、浮きが０μｍすなわち浮きを完全に抑制できたものは◎をつけた。また、めっき付着性については、Ｎｉめっき欠陥（未着部）がないものは○を、１μｍ未満の未着部があるものは△をつけた。
【００６６】
表１に示すように、ガラス層を形成しない試料１においては、外部電極の端で５μｍ以上の大きな浮きが生じた。
【００６７】
また、試料２，３では、第１のガラス材料の軟化温度が６４０℃であり、Ｃｕ粉末焼結開始温度との差が４０℃であるため、外部電極の端で５μｍ以上の大きな浮きが生じた。
【００６８】
これに対し、試料４，５では、第１のガラス材料の軟化温度が６２０℃であり、Ｃｕ粉末の焼結開始温度より２０℃高いが、外部電極の端の浮きを５μｍ未満に抑えることができた。また、５μｍ未満の浮きの部分にはガラス材料が充填されているため、積層セラミック素体と外部電極の端との間には隙間は生じていなかった。このことから、第１のガラス材料の軟化温度はＣｕ粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えないものであると効果が得られることが確認できた。
【００６９】
また、試料６，７では、第１のガラス材料の軟化温度が６００℃であり、Ｃｕ粉末の焼結開始温度と同じであるため、外部電極の端の浮きを完全に抑えることができた。また、第１のガラス材料の軟化温度が５８０℃であり、Ｃｕ粉末の焼結開始温度よりも２０℃低い試料８，９においても、外部電極の端の浮きを完全に抑えることができた。これらから、第１のガラス材料の軟化温度がＣｕ粉末の焼結開始温度以下であると、より確実に外部電極の端の浮きを抑制できることが確認できた。
【００７０】
また、試料１０では、ガラス層を形成する際に、外部電極の端より端面側に１０μｍの位置までしか形成していなかったが、外部電極の端に起こる浮きを５μｍ未満に抑えることができた。
【００７１】
また、試料１１〜１４は、試料６の条件についてガラス層の厚みのみを調整したものである。
【００７２】
試料１１は、ガラス層の厚みが０．３μｍであるが、外部電極の端の浮きを５μｍ未満に抑えることができた。これに対し、ガラス層の厚みを０．５μｍとした試料１２では、外部電極の端の浮きを完全に抑えることができた。これらから、ガラス層の厚みが０．５μｍ以上であると、より確実に外部電極の端の浮きを抑制できることが確認できた。
【００７３】
試料１３は、ガラス層の厚みが５μｍであり、外部電極の端の浮きを抑制することができ、めっき付着性も良好であった。これに対し、ガラス層の厚みを７μｍとした試料１４は、外部電極の端の浮きを抑制することはできたが、めっき付着性が低下した。これらから、ガラス層の厚みが５μｍ以下であると、めっき付着性が良好であることが確認できた。
【符号の説明】
【００７４】
２ セラミック層
３ 端面
４ 内部電極
５ 側面
６，１６，２６，３６，４６ ガラス層
７ 側面の端面に接する位置
８ 外部電極ペースト
９ 外部電極ペーストの端
１０ 積層セラミック素体
１５ 側端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の端面と前記端面を連結する側面とからなり、積層された複数のセラミック層と、前記端面のいずれか一方に露出するように前記セラミック層の間に形成された複数の内部電極とを有する積層セラミック素体を作製する工程と、
前記側面のみに第１のガラス材料を含むガラス層を形成する工程と、
前記側面の前記端面に接する側端部および前記端面に金属粉末を含む外部電極ペーストを塗布する工程と、
前記外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程と
を備え、
前記第１のガラス材料の軟化温度は、前記金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えず、
前記外部電極を形成する工程は、前記側端部に形成された前記外部電極ペーストの端と前記積層セラミック素体との間に前記ガラス層を存在させた状態で前記金属粉末の焼結を開始させる、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス層を形成する工程は、前記側端部に塗布される前記外部電極ペーストの端と前記積層セラミック素体との間に位置するように前記ガラス層を形成する、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス層を形成する工程は、前記ガラス層を前記側面の前記端面に接する位置に形成する、請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記第１のガラス材料の軟化温度は、前記金属粉末の焼結開始温度以下である、請求項１ないし３のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス層の厚みは、０．５μｍ以上５μｍ以下である、請求項１ないし４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記外部電極ペーストは第２のガラス材料を含み、前記第２のガラス材料は前記第１のガラス材料よりも軟化温度が高い、請求項１ないし５のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項１】
対向する一対の端面と前記端面を連結する側面とからなり、積層された複数のセラミック層と、前記端面のいずれか一方に露出するように前記セラミック層の間に形成された複数の内部電極とを有する積層セラミック素体を作製する工程と、
前記側面のみに第１のガラス材料を含むガラス層を形成する工程と、
前記側面の前記端面に接する側端部および前記端面に金属粉末を含む外部電極ペーストを塗布する工程と、
前記外部電極ペーストを焼き付けて外部電極を形成する工程と
を備え、
前記第１のガラス材料の軟化温度は、前記金属粉末の焼結開始温度より２０℃高い温度を超えず、
前記外部電極を形成する工程は、前記側端部に形成された前記外部電極ペーストの端と前記積層セラミック素体との間に前記ガラス層を存在させた状態で前記金属粉末の焼結を開始させる、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス層を形成する工程は、前記側端部に塗布される前記外部電極ペーストの端と前記積層セラミック素体との間に位置するように前記ガラス層を形成する、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス層を形成する工程は、前記ガラス層を前記側面の前記端面に接する位置に形成する、請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記第１のガラス材料の軟化温度は、前記金属粉末の焼結開始温度以下である、請求項１ないし３のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス層の厚みは、０．５μｍ以上５μｍ以下である、請求項１ないし４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記外部電極ペーストは第２のガラス材料を含み、前記第２のガラス材料は前記第１のガラス材料よりも軟化温度が高い、請求項１ないし５のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２０４７７８（Ｐ２０１１−２０４７７８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６８４９７（Ｐ２０１０−６８４９７）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]