JP2004186345A

JP2004186345A - セラミック積層体の製法

Info

Publication number: JP2004186345A
Application number: JP2002350516A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Yamazaki; 洋一山崎; Yuji Suenaga; 雄二末永
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-12-02
Filing date: 2002-12-02
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】サイドマージン側の側面におけるデラミネーションやクラックの発生を大幅に抑制できるセラミック積層体の製法を提供する。
【解決手段】容量形成用導体パターン３の対向するエンドマージン側辺３ａ間に、該エンドマージン側辺３ａと所定間隔をおいて切断幅よりも広い間隔を有するほぼ平行の２条のエンド側形状保持導体パターン５が形成されているとともに、対向するサイドマージン側辺３ｂ間に、該サイドマージン側辺３ｂと所定間隔をおいて切断幅よりも狭い幅を有するサイド側形状保持導体パターン７が形成され、母体積層体９が、２条のエンド側形状保持導体パターン５間を、該エンド側形状保持導体パターン５端が積層成形体４１の端面に露出しないように、且つ、サイド側形状保持導体パターン７を除去するように切断される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック積層体の製法に関し、特に、多層配線基板、積層型圧電アクチュエータ、積層型圧電トランス、積層セラミックコンデンサのようにセラミックグリーンシート及び機能導体パターンが薄層多層化して形成されたセラミック積層体の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子機器の小型化および高密度化に伴い、セラミック積層体中に導体パターンを形成した積層セラミックコンデンサは、小型薄型化および高寸法精度が求められている。
【０００３】
従来、図８に示すように、容量形成用電極パターン５３の一方のエンドマージン側辺５３ａは、コンデンサ本体５５の端面に露出し外部電極５７と接続されており、容量形成用導体パターン５３の他方のエンドマージン側辺５３ａは、外部電極５７とは接続されておらず、他方のエンドマージン側辺５３ａと所定間隔をおいて、かつコンデンサ本体５５の端面に露出しないダミー電極５９が形成された積層セラミックコンデンサが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
従来、セラミックグリーンシートや容量形成用導体パターンを薄層、多層化して形成された積層セラミックコンデンサでは、容量形成用導体パターンが形成されている部分と形成されていない部分との間で容量形成用導体パターンの厚みによる段差が累積し、容量形成用導体パターンの無い周囲のセラミックグリーンシート同士の密着が弱くなり、デラミネーションやクラックが発生しやすいという問題があったが、上記特許文献１によれば、容量形成用導体パターンの形成されていない部分（エンドマージン側辺と外部電極が形成されるコンデンサ本体の端面間）に、ダミー電極が形成されているため、容量形成用導体パターンによる段差をある程度無くすことができ、デラミネーションやクラックの発生を抑制できると考えられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２６０９４９号公報
【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に開示された積層セラミックコンデンサでは、サイドマージン部において容量形成用導体パターン５３の厚みによる段差が累積し、容量形成用導体パターン５３のサイドマージン側辺とコンデンサ本体５５の側面との間におけるセラミックグリーンシート同士の密着が弱くなり、コンデンサ本体５５のサイドマージン側の側面においてデラミネーションやクラックが発生しやすいという問題があった。特に、セラミックグリーンシートの積層数が多くなるほど段差が累積し、デラミネーションやクラックが発生しやすいという問題があった。
【０００７】
本発明は、サイドマージン側の側面におけるデラミネーションやクラックの発生を大幅に抑制できるセラミック積層体の製法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック積層体の製法は、積層された複数のセラミックグリーンシート間に、対向する一対のエンドマージン側辺及び対向する一対のサイドマージン側辺を有する矩形状の機能導体パターンを複数所定間隔をおいて整列してなる母体積層体を作製する工程と、該母体積層体を所定位置で所定の切断幅で積層方向に切断して、異なる端面に前記機能導体パターンのエンドマージン側辺が交互に露出する積層成形体を作製する工程とを具備するセラミック積層体の製法であって、
前記母体積層体のセラミックグリーンシート間における隣設する機能導体パターンの対向するエンドマージン側辺間に、該エンドマージン側辺と所定間隔をおいて前記切断幅よりも広い間隔を有するほぼ平行の２条のエンド側形状保持導体パターンが形成されているとともに、前記セラミックグリーンシート間における隣設する機能導体パターンの対向するサイドマージン側辺間に、該サイドマージン側辺と所定間隔をおいて前記切断幅よりも狭い幅を有するサイド側形状保持導体パターンが形成され、前記母体積層体が、前記２条のエンド側形状保持導体パターン間を、該エンド側形状保持導体パターン端が前記積層成形体の端面に露出しないように、且つ、前記サイド側形状保持導体パターンを除去するように切断されることを特徴とする。
【０００９】
このようなセラミック積層体の製法では、隣設する機能導体パターンのエンドマージン側辺間に２条のエンド側形状保持導体パターンを形成するのみならず、隣設する機能導体パターンの対向するサイドマージン側辺間にもサイド側形状保持導体パターンが形成されているため、サイドマージン側辺の厚みによる段差の累積を抑制でき、焼成されたセラミック積層体（例えばコンデンサ本体）のサイドマージン側の側面におけるデラミネーションやクラックの発生を大幅に抑制できる。
【００１０】
また、この製法では、母体積層体が、２条のエンド側形状保持導体パターン間で切断されるため、エンド側形状保持導体パターン端は積層成形体の端面に露出しておらず、絶縁性の高いエンドマージン部を形成でき、セラミック積層体の信頼性を高めることができる。
【００１１】
さらに、この製法では、母体積層体が積層方向（主面に対して垂直方向）にサイド側形状保持導体パターンを切断除去するように切断されることから、サイドマージン部から容易に金属粉末を含むサイド側形状保持導体パターンを除くことができ、さらに絶縁性の高いサイドマージン部を形成でき、セラミック積層体の信頼性を高めることができる。
【００１２】
尚、本発明においては、エンドマージン側辺とは、外部電極が形成される積層基体の端面側に形成される機能導体パターンの辺、サイドマージン側辺とは、外部電極が形成されない積層基体の側面側に形成される機能導体パターンの辺をいう。
【００１３】
また、本発明のセラミック積層体の製法は、母体積層体は、セラミックグリーンシートの主面上に導体ペーストを印刷して、機能導体パターン、２条のエンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンを同時に形成する工程と、該機能導体パターン、エンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層する工程とを具備して作製されることを特徴とする。
【００１４】
このようなセラミック積層体の製法では、機能導体パターンの形成と同時に、該機能導体パターン間に、導体ペーストによりエンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターン（以下両者を含めて形状保持パターンということもある）を形成できるため、製造が容易となる。
【００１５】
また、一般に、機能導体パターンおよび形状保持パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数層積層して母体積層体を形成した後に、セラミックグリーンシートの密着性を向上するため母体積層体の加圧が行われるが、その際に、上下のセラミックグリーンシートが機能導体パターンと形状保持パターンとの間に入り込み絶縁層が形成されることから、セラミック積層体の周囲に容易にマージン部を形成できショートを抑制できる。
【００１６】
また、形状保持パターンが機能導体パターンと同一の製版を用いて同時に形成されることから、機能導体パターンと形状保持パターンとの印刷工程を１工程で行うことができるとともに、印刷時の印圧により製版が周辺領域に伸びて印刷時の位置ずれが生じたとしても、機能導体パターンと形状保持パターンとは形状と間隔を保持した状態で高精度に形成することができる。
【００１７】
このため、従来のセラミック積層体の製法のように、機能導体パターンと、セラミックパターンからなる形状保持パターンとを２工程で形成する時に発生する機能導体パターンとセラミックパターンとの位置ずれによる機能導体パターン上へのセラミックパターンの乗り上げを抑制でき、母体積層体における機能導体パターンとセラミックパターンとの厚みの累積を抑えることができる。
【００１８】
さらに、本発明のセラミック積層体の製法は、エンド側形状保持導体パターン及び／又はサイド側形状保持導体パターンの厚みは、機能導体パターンの厚みよりも厚いことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、形状保持パターンの厚みを機能導体パターンよりも厚く形成することにより、積層時に用いる吸着ヘッドの吸着面を形状保持パターンにのみ接触させることができることから、加圧の初期段階すなわち低圧のときから機能導体パターンが形状保持パターンと同時に加圧されることがなく、形状保持パターンのみ、もしくは形状保持パターンが先に加圧された後に機能導体パターンが加圧されることから、機能導体パターンの吸着ヘッドによる型跡の形成や変形が抑制され、吸着ヘッドの吸引孔部分の機能導体パターンが突出し、本来絶縁されるべき領域にまで機能導体パターンが延出したりすることがなくなり、セラミック積層体の絶縁不良やショートを抑えることができる。
【００２０】
また、本発明のセラミック積層体の製法は、エンド側形状保持導体パターン及び／又はサイド側形状保持導体パターンの厚みをｔ_１、機能導体パターンの厚みをｔ_２としたときに、１＜ｔ_１／ｔ_２≦２を満足することを特徴とする。
【００２１】
ｔ_１／ｔ_２比をこのような範囲とすることにより、形状保持パターンの過剰厚みによるセラミック積層体の厚みばらつきを低減し、デラミネーションをさらに抑制できる。
【００２２】
本発明のセラミック積層体の製法は、機能導体パターンと、エンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンとの間隔、及び２条のエンド側形状保持導体パターンの間隔が、６０μｍ以上であることを特徴とする。
【００２３】
このように機能導体パターンと形状保持パターンとの間隔、２条のエンド側形状保持導体パターンの間隔が６０μｍ以上であれば、セラミックグリーンシートの積層ずれおよび切断ずれが生じたとしたとしても、機能導体パターンと形状保持パターンとの電気絶縁性を維持できるとともに、形状保持パターンに選択的に圧力が加わっても、容量形成用パターンと形状保持パターン間にセラミックグリーンシート材料の充填を確実にできる。
【００２４】
また、本発明のセラミック積層体の製法は、エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンは離間していることを特徴とする。このようなセラミック積層体の製法では、セラミックグリーンシート間であって、形状保持パターンと機能導体パターンにより形成される空間が、エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンとの離間部分を介して外部と連通することになり、この離間部分を介して母体積層体中の空気を十分に除去すること（脱気）ができ、焼成後におけるクラックやデラミネーションを抑制することができる。
【００２５】
また、エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンが接続されて、機能導体パターンを取り囲むように環状に形成されており、前記エンド側形状保持導体パターン及び／又はサイド側形状保持導体パターンの一部が切り欠かれていることを特徴とする。このようなセラミック積層体の製法でも、セラミックグリーンシート間であって、形状保持パターンと機能導体パターンにより形成される空間が、形状保持パターンの切り欠き部を介して外部と連通することになり、この切り欠き部を介して母体積層体中の空気を十分に除去すること（脱気）ができ、焼成後におけるクラックやデラミネーションを抑制することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明のセラミック積層体の製法について、例えば、電子部品の一つである積層セラミックコンデンサを例として、以下に説明する。
【００２７】
積層セラミックコンデンサを構成するセラミックグリーンシート１は、図１（ａ）に示すように、まず、キャリアフィルム２上にセラミックスラリを塗布して形成される。
【００２８】
次に、図１（ｂ）に示すように、このセラミックグリーンシート１の一方主面上に導体ペーストを印刷して、図２に示すように、平面視で矩形状の容量形成用導体パターン（機能導体パターン）３を所定間隔をおいて複数整列して形成するとともに、これらの容量形成用導体パターン３間に、これらの容量形成用導体パターン３と離間して形状保持パターン５、７が導体ペーストにより同時に形成される。
【００２９】
即ち、図２に示したように、セラミックグリーンシート１の一方主面側に、導体ペーストを印刷して形成された矩形状の容量形成用導体パターン３が所定間隔Ｌ_１をおいて複数整列して形成されており、これらの容量形成用導体パターン３は、対向する一対のエンドマージン側辺３ａ及び対向する一対のサイドマージン側辺３ｂを有している。尚、図２では、隣設する容量形成用導体パターン３の対向するエンドマージン側辺３ａ間の間隔と、隣設する容量形成用導体パターン３の対向するサイドマージン側辺３ｂ間の間隔とを同一間隔Ｌ_１としたが、必ずしも同一間隔とする必要はない。
【００３０】
そして、隣設する容量形成用導体パターン３の対向するエンドマージン側辺３ａ間に、該エンドマージン側辺３ａと所定間隔Ｌ_２をおいて２条のエンド側形状保持導体パターン５が形成され、隣設する容量形成用導体パターン３の対向するサイドマージン側辺３ｂ間に、該サイドマージン側辺３ｂと所定間隔Ｌ_３をおいてサイド側形状保持導体パターン７が形成されている。２条のエンド側形状保持導体パターン５はほぼ平行に形成されており、エンドマージン側辺３ａともほぼ平行に形成されている。
【００３１】
２条のエンド側形状保持導体パターン５の間隔は、後述する母体積層体を切断する際の切断幅よりも広く形成されており、また、サイド側形状保持導体パターン７の幅は、母体積層体の切断幅と同一、あるいは切断幅よりも広く形成され、切断すると除去されるような幅とされている。
【００３２】
一方、エンド側形状保持導体パターン５の長さは、容量形成用導体パターンのエンドマージン側辺３ａの長さと同一とされ、サイド側形状保持導体パターン７の長さは、容量形成用導体パターンのサイドマージン側辺３ｂの長さと同一とされている。尚、エンド側形状保持導体パターン５の長さは、容量形成用導体パターンのエンドマージン側辺３ａの長さと同一とせず、また、サイド側形状保持導体パターン７の長さは、容量形成用導体パターンのサイドマージン側辺３ｂの長さと同一としなくても良い。
【００３３】
エンドマージン側辺３ａとエンド側形状保持導体パターン５、サイドマージン側辺３ｂとサイド側形状保持導体パターン７とは、間隔Ｌ_２、Ｌ_３をおいて形成されており、間隔Ｌ_２、Ｌ_３は６０μｍ以上であることが望ましい。これにより容量形成用導体パターン３や形状保持パターン５、７の印刷ずれ、積層ずれ、および切断時のずれが生じたとしても、容量形成用導体パターン３と形状保持パターン５、７との電気絶縁性を維持できるとともに、形状保持パターン５、７に選択的に圧力が加わっても、容量形成用導体パターン３と形状保持パターン５、７間にセラミックグリーンシート１材料の充填を確実にでき、セラミック積層体の周囲に電気絶縁されたマージン部を確保することができる。このため、Ｌ_２、Ｌ_３は７０〜２００μｍ、特に、８０〜１５０μｍが望ましい。
【００３４】
また、上記したように、２条のエンド側形状保持導体パターン５間の間隔は切断幅よりも広く形成されているが、２条のエンド側形状保持導体パターン７間の間隔Ｌ_４においても、セラミックグリーンシート１材料の充填を確実にでき、セラミック積層体の周囲に電気絶縁されたマージン部を確保するという点から、６０μｍ以上、特に７０〜２００μｍ、さらには８０〜１５０μｍが望ましい。
【００３５】
このように容量形成用導体パターン３と形状保持パターン５、７との間に間隔Ｌ_２、Ｌ_３を有し、２条のエンド側形状保持導体パターン７間に間隔Ｌ_４を有するものの、エンド側形状保持導体パターン５とサイド側形状保持導体パターン７とが離間して形成されているため、容量形成用導体パターン３間に、この容量形成用導体パターン３の厚みに起因した段差を解消するための金属成分から成る形状保持パターン５、７を形成したとしても、容量形成用導体パターン３と形状保持パターン５、７とを形成したセラミックグリーンシート１を多層化してセラミック積層体を形成する場合に、仮積層されセラミックグリーンシート１間に貯まっている空気を、離間部分から加圧時に効果的に脱気できる。
【００３６】
尚、エンド側形状保持導体パターン５とサイド側形状保持導体パターン７が接続されて、容量形成用導体パターン３を取り囲むように環状に形成されており、エンド側形状保持導体パターン５及び／又はサイド側形状保持導体パターン７の一部が切り欠かれている場合であっても、この切り欠き部から脱気を十分に行うことができる。
【００３７】
また、図３に示すように、上記のように形成された容量形成用導体パターン３および形状保持パターン５、７の端部は、セラミックグリーンシート１の主面に対して傾斜面８を有していることが望ましく、その傾斜の角度θ_２は０．５°〜４０°の範囲であることが望ましい。特に、積層加圧した場合に、導体パターン３、５、７間へのセラミックグリーンシート１の急激な埋没を抑制し、セラミック積層体の急激な変形を抑えるという理由から、角度θ_２は１°〜２０°、さらには、２°〜１０°がより望ましい。
【００３８】
この角度θ_２は、セラミックグリーンシート１上に形成した容量形成用導体パターン３や形状保持パターン５、７を、簡易的には触針式表面粗さ計を用いて測定できる。また、詳細には走査型電子顕微鏡を用いて断面観察を行い測定できる。
【００３９】
また、本発明のセラミック積層体の製法により形成される形状保持パターン５、７の厚みは、容量形成用導体パターン３の厚みよりも大なることが望ましい。つまり、形状保持パターン５、７の厚みをｔ_１、容量形成用導体パターン３の厚みをｔ_２としたときに、ｔ_１＞ｔ_２の関係を満足するものであるが、さらには、１＜ｔ_１／ｔ_２≦２であることが望ましく、特に、セラミック積層体のデラミネーションや導体のショートを防止できるという点から１．０５〜１．２であることがより望ましい。
【００４０】
ここで、図４に示すように、本発明ではセラミックグリーンシート１上の形状保持パターン５、７の高さを容量形成用導体パターン３の高さよりも高く形成することにより、セラミックグリーンシート１を積層する際に用いられる吸着ヘッド２０に形状保持パターン５、７のみを接触させて吸着することができ、このため吸着ヘッド２０による容量形成用導体パターン３の変形を防止できる。
【００４１】
つまり、容量形成用導体パターン３は吸着ヘッド２０の吸着面２１に接触しないように積層されるために、この工程での吸着や加圧による容量形成用導体パターン３の型跡の形成や変形が防止される。
【００４２】
尚、本発明では、１．０５＜ｔ_１／ｔ_２＜１．２とすることが望ましく、形状保持パターン５、７と容量形成用導体パターン３との間の厚み差が僅かとなり、積層工程における吸着力の低下の影響を無視できる。さらには、形状保持パターン５、７と容量形成用導体パターン３との間の厚み差が僅かであることから積層工程における吸着力の低下も無くすことができる。
【００４３】
ここで、図５に示すように、本製法で用いる印刷用スクリーン３１としては、形状保持導体パターン部３３のオープニングを容量形成用導体パターン部３５のオープニングよりも大きくしたものが用いられる。つまり、メッキなどにより容量形成用導体パターン部３５のオープニングを形状保持パターン部３３のオープニングよりも小さくした印刷用スクリーン３１が好適に用いられる。
【００４４】
すなわち、上記のように、該当するパターンによって印刷用スクリーン３１のオープニングを異ならせたものを用いることにより、形状保持パターン５、７と容量形成用導体パターン３とを同時に印刷しても、厚みの異なるパターンを容易に形成できる。
【００４５】
このような印刷用スクリーン３１において同一スクリーン中にオープニングの異なる部位を形成するには、形状保持導体パターン部３３にマスクを施した状態で容量形成用導体パターン部３５にメッキを行うことで形成できる。なお、容量形成用導体パターン部３５と形状保持導体パターン部３３との間には、印刷時に導体ペーストが透過しないレジスト部３６が形成されている。
【００４６】
また、エンド側形状保持導体パターン５及びサイド側形状保持導体パターン７の厚みを、容量形成用導体パターン３よりも厚くしたが、エンド側形状保持導体パターン５又はサイド側形状保持導体パターン７のいずれか一方を厚くしてもよい。特に、サイド側形状保持導体パターン７は幅が小さくなりがちであるため、エンド側形状保持導体パターン５を厚くすることが望ましい。
【００４７】
次に、図１（ｃ）に示すように、容量形成用導体パターン３及び形状保持パターン５、７が形成されたセラミックグリーンシート１を複数積層して母体積層体９が形成される。この母体積層体９では、セラミックグリーンシート１を介して対向して形成される容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺３ａは、ずれて形成されている。
【００４８】
母体積層体９は、具体的には、図６に示すように、キャリアフィルム２上に形成された導体パターン３、５、７が形成されたセラミックグリーンシート１を、真空ポンプ（図示せず）の作動により空気を吸引することで吸着ヘッド２０の吸引孔２２から吸引され、セラミックグリーンシート１の形状保持パターン５、７を吸着ヘッド２０の吸着面２１に吸着させる。
【００４９】
次に、吸着ヘッド２０により吸着したセラミックグリーンシート１を支持台２３上面に載置し、且つ吸着ヘッド２０の吸着面２１と支持台２３上面とで加圧する。そして、これらの工程を繰り返し実施することによって、複数のセラミックグリーンシート１を積層し、母体積層体９が形成される。
【００５０】
すなわち、このような積層工程では、容量形成用導体パターン３や形状保持パターン５、７が形成されたセラミックグリーンシート１を積層する場合、セラミックグリーンシート１からそれを支持しているキャリアフィルム２を剥離するために、容量形成用導体パターン３及び形状保持導体パターン５、７側を吸着ヘッド２０に吸着させるものである。
【００５１】
この後、母体積層体９を加圧加熱しながら脱気が行われる。母体積層体９の脱気は、母体積層体９がある程度軟化する温度まで加熱された状態で、母体積層体９を加圧しながら、母体積層体が収容された室の真空度を上げて、母体積層体９内に存在している空気を除去することにより行われる。
【００５２】
なお、本発明では、上記のように、キャリアフィルム２を剥離したセラミックグリーンシート１を用いる以外に、容量形成用導体パターン３および形状保持パターン５、７を形成したセラミックグリーンシート１をキャリアフィルムの付いた状態で、キャリアフィルム２面が上側になるようにして積層し、積層後に、このキャリアフィルム２を剥離して積層を行い母体積層体９を形成しても良い。
【００５３】
次に、図１（ｄ）、（ｄ´）に示すように、この母体積層体９を、２条のエンド側形状保持導体パターン５間を、かつ、サイド側形状保持導体パターン７を除去するように積層方向に所定の切断幅で切断して、セラミック積層成形体４１を形成する。このセラミック積層成形体４１には、内部に形成された容量形成用導体パターン３の周辺には、セラミックグリーンシート１が充填されることにより形成されたサイドマージン１０ａおよびエンドマージン１０ｂが形成されている。
【００５４】
また、セラミック積層成形体には、図７に示すように、対向する側面に容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺３ａが交互に露出するとともに、容量形成用導体パターン３の延長線上に、エンド側形状保持導体パターン５が埋設されている。
【００５５】
この後、このセラミック積層成形体を所定の雰囲気下、温度条件で焼成してセラミック積層体本体が形成され、さらに、このセラミック積層体本体の端部に外部電極を形成することによりセラミック積層体の一例である積層セラミックコンデンサが形成される。
【００５６】
本発明のセラミック積層体の製法では、セラミックグリーンシート１はキャリアフィルム２を用いてシート成形法を用いて行われる。このセラミックグリーンシート１の厚みは、小型、大容量化という理由から、５μｍ以下、特に、１〜４μｍであることが望ましい。
【００５７】
また、セラミックスラリは、例えば、セラミック粉末とバインダと、このバインダを溶解する溶媒とを混合したものが好適に用いられる。
【００５８】
セラミック材料としては、具体的には、ＢａＴｉＯ_３を主成分とするセラミック粉末が高誘電率という理由から好適に用いられる。また、ガラス粉末を加えてもよい。
【００５９】
次に、作製されたこのセラミックグリーンシート１上には、導体ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等の方法により印刷して容量形成用導体パターン３および形状保持パターン５、７が同時に形成される。この導体ペーストは、金属粒子と、脂肪族炭化水素と高級アルコールとの混合物からなる有機溶剤と、この有機溶剤に対して可溶性のエチルセルロースからなる有機粘結剤と、該有機溶剤に難溶解性のエポキシ樹脂からなる有機粘結剤とを含有するものである。
【００６０】
また、この導体ペーストの粘度は、この導体ペースト中の金属粉末、粘結剤、溶媒および分散剤を適正化して制御でき、このことにより導体ペーストにチクソトロピック性を付与することができる。つまり、本発明の容量形成用導体パターン３および形状保持パターン５、７を形成するための、導体ペーストの粘度としては、せん断速度０．０１ｓ^−１における導体ペーストの粘度をη_１、せん断速度が１００ｓ^−１における前記導体ペーストの粘度をη_２としたとき、η_１／η_２＞５であることが望ましく、特に、導体パターン３、５、７が滲むことなく保形性を向上させることができ、容量形成用導体パターン３間に所定間隔Ｌ_２、Ｌ_３をおいて高精度に形状保持パターン５、７を形成できるという理由から、導体ペーストの粘度特性として、上記せん断速度の範囲において、η_１／η_２は１０〜５０の範囲にあることが望ましい。
【００６１】
また、導電性ペースト中に含まれる金属粒子としては、平均粒径０．０５〜０．５μｍの卑金属粒子が用いられる。卑金属としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕがあり、金属の焼成温度が一般の絶縁体の焼成温度と一致する点、およびコストが安いという点からＮｉが望ましい。耐酸化性に有利なこれらの金属からなる合金を用いることもできる。
【００６２】
また、導体ペーストには、固形分として、金属粉末以外に、導体パターン３、５、７の焼結性を抑えるために微細なセラミック粉末を混合して用いることが好ましく、容量形成用導体パターン３の均一な粒子径の形成と、平滑性を向上させるために、セラミック粉末の粒径は０．１５〜０．３μｍが望ましい。
【００６３】
そして、このような導体ペーストを用いて形成される容量形成用導体パターン３の厚みは、コンデンサの小型、高信頼性化という点から２μｍ以下、特には１μｍ以下であることが望ましい。
【００６４】
本発明の母体積層体９をその主面に垂直に切断するダイシング１１の幅は、少なくともサイド側形状保持導体パターン７の幅よりも大きいことが、サイド側形状保持導体パターン７を完全に除去し、その切断精度を高めるために望ましい。
【００６５】
尚、セラミックグリーンシートの主面上に容量形成用導体パターン及び形状保持パターンを形成し、この上にセラミックグリーンシートを積層し、このグリーンシート上に容量形成用導体パターン及び形状保持パターンを形成する工程を繰り返すセラミック積層体の製法においても、本発明は有効に用いることができることは勿論である。
【００６６】
また、上記形態では、積層セラミックコンデンサについて説明したが、本発明は、セラミックグリーンシート間に機能導体を介在する多層配線基板、積層型圧電アクチュエータ、積層型圧電トランス等においても好適に用いることができる。
【００６７】
【実施例】
セラミック積層体の一つである積層セラミックコンデンサを以下のように作製した。
【００６８】
セラミックグリーンシートは、ＢａＴｉＯ_３粉末に焼結助剤を混合したセラミック成分とバインダと溶剤とを所定の割合で混合してセラミックスラリを調製した後に、スラリキャスト法を用いてキャリアフィルム上に平均厚み２μｍになるように形成した。
【００６９】
導体ペーストは、平均粒径０．２μｍのＮｉ粉末と粘結剤と溶媒とを所定の割合になるように混合して調製した。なお、導体ペーストの粘度としては、せん断速度０．０１ｓ^−１における導体ペーストの粘度をη_１、せん断速度が１００ｓ^−１における導体ペーストの粘度をη_２としたときの、η_１／η_２を１０〜５０とした。
【００７０】
次に、得られたセラミックグリーンシートの主面上に、本発明のオープニングの異なる１５０ｍｍ角の印刷用スクリーンを用いて、上記した導体ペーストを印刷し、図２に示すような、矩形状の容量形成用導体パターンと形状保持パターンを同時に形成し、乾燥させた。このとき、容量形成用導体パターンの厚みおよび形状保持パターンの厚みは、表１の厚みになるように調整した。また、形状保持パターンおよび容量形成用導体パターンの端部の傾斜面のなす角度θ_２は、導体ペーストの粘度調整によって所望の角度θ_２になるように形成した。
【００７１】
その際、容量形成用導体パターンの厚みｔ_２及び形状保持パターンの厚みｔ_１、容量形成用導体パターンと形状保持パターンとの間隔Ｌ_２、Ｌ_３は設計上表１に示す同一厚みとした。
【００７２】
尚、エンド側形状保持導体パターンと、サイド側形状保持導体パターンの厚みｔ_１は同一厚みとした。容量形成用導体パターンの厚みｔ_２、並びに形状保持パターンの厚みｔ_１は非接触式表面粗さ計（レーザー変位計）を用いて評価した。ｔ_１、ｔ_２は各パターンの最大厚みのところとした。さらに、２条のエンド側形状保持導体パターンの間隔Ｌ_４を表１に示す間隔とした。また、尚、隣設する容量形成用導体パターン３のエンドマージン側辺間の間隔及びサイドマージン側辺間の間隔は同一間隔Ｌ_１とし、Ｌ_１を８００μｍとした。
【００７３】
次に、容量形成用導体パターンおよび形状保持パターンが形成されたセラミックグリーンシートを、外部電極と接続される対向する容量形成用導体パターンの端面方向に積層位置を交互にずらして、３００層積層し、さらにその上下に、容量形成用導体パターンおよび形状保持パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを各１０枚積層し、第１回目の加圧プレスを行い、母体積層体を形成した。
【００７４】
この条件で作製した母体積層体は、セラミックグリーンシートが完全に密着されていない状態であり、容量形成用導体パターン、形状保持パターンおよびグリーンシートで囲まれる部分に、僅かな空間が形成されていた。
【００７５】
次に、この母体積層体を温度１００℃、圧力４０ＭＰａで第２回目の積層プレスを行いながら、母体積層体が収容された室の真空度を上げることにより、母体積層体内の空気を脱気するとともに、容量形成用導体パターンを塗布したセラミックグリーンシートを密着させた。
【００７６】
次に、２条のエンド側形状保持導体パターン間を、かつ、サイド側形状保持導体パターンを除去するように、母体積層体を所定の切断幅でダイシングを行い格子状に切断しセラミック積層体成形体を得た。このときダイシングの幅をサイド側形状保持導体パターンの幅よりも大きくしたことにより、セラミック積層体成形体の側面から完全にサイド側形状保持導体パターンに含まれる金属成分が除かれ、サイドマージンおよびエンドマージンが形成されていた。このセラミック積層体成形体の両端面には、容量形成用導体パターンの一端が交互に露出していた。
【００７７】
次に、このセラミック積層体成形体を脱バイ処理後、水素／窒素雰囲気中、１２５０℃で２時間焼成し、さらに、所定の窒素雰囲気中にて９００℃で４時間の再酸化処理を行いセラミック積層体を得た。焼成後、セラミック焼結体の端面にＣｕペーストを９００℃で焼き付け、さらにＮｉ／Ｓｎメッキを施し、内部導体と接続する外部電極を形成した。
【００７８】
評価については、まず、印刷直後の容量形成用導体パターンおよび形状保持パターンの厚み、並びに、これらパターン端部のセラミックグリーンシートの主面に対する傾斜の角度θ_２をレーザー変位計により測定した。
また、印刷直後と積層後の容量形成用導体パターンのサイドマージン側辺間の寸法変化を調べて変形率を測定した。この場合、印刷直後の寸法は、印刷後に測定顕微鏡を用いて、積層後は積層体を切断した断面に露出した容量形成用導体パターンについて、これも測定顕微鏡を用いて測定した。容量形成用導体パターンの変形率は、印刷直後と積層後のサイドマージン側辺間の距離変化を、印刷直後のサイドマージン側辺間の距離で除して求めた。
【００７９】
次に、焼成後の積層セラミックコンデンサ３００個について、その端面及び側面からそれぞれ研磨し、内部導体周縁部のデラミネーションの発生率を評価した。
また、同数の試料について、３００℃の半田槽に１秒間浸漬して耐熱衝撃試験を施したものについてもデラミネーションの発生率をデラミ率として評価した。
【００８０】
また、焼成後の積層セラミックコンデンサ各３００個について、ショート率（絶縁抵抗＞１０^５Ωが目安）を評価した。ショート率については、高温負荷試験（１５０℃、定格電圧の２倍の電圧を印加、１０００時間放置）後についても評価を行った。これらの結果を表１に記載した。
【００８１】
【表１】

【００８２】
この表１の結果から、サイド側形状保持導体パターンが形成されていない比較例の試料Ｎｏ．１７の場合には、サイドマージン部におけるグリーンシートの密着性が低く、耐熱衝撃試験、高温負荷試験における不良が多くなった。
【００８３】
一方、本発明では、サイド側形状保持導体パターンが形成されているため、焼成後も、耐熱衝撃試験、高温負荷試験後も不良も殆どないことが判る。
【００８４】
また、セラミックグリーンシート上に形成した形状保持パターンの厚みｔ_１を容量形成用導体パターンの厚みｔ_２よりも厚くした試料Ｎｏ．２〜１６では、積層後の容量形成用導体パターンの変形を無くし、焼成後および耐熱衝撃試験後のデラミネーションを抑えることができるとともに、焼成後および高温負荷試験後のショート率を低減できた。また、ｔ_１／ｔ_２比を１．０１〜２とした試料Ｎｏ．２〜６、８〜１６では、耐熱衝撃試験後のデラミネーションを３％以下にできた。
【００８５】
また、ｔ_１／ｔ_２比を１．０５〜１．２とし、容量形成用導体パターンとエンド側形状保持導体パターンの間隔Ｌ_２を６０μｍ以上とした試料Ｎｏ．３〜５、９〜１６では、焼成後のショート率を０％にできた。
【００８６】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば、隣設する機能導体パターンのエンドマージン側辺間に２条のエンド側形状保持導体パターンを形成するのみならず、隣設する機能導体パターンの対向するサイドマージン側辺間にもサイド側形状保持導体パターンが形成されているため、サイドマージン側辺の厚みによる段差の累積を抑制でき、焼成されたセラミック積層体（例えばコンデンサ本体）のサイドマージン側の側面におけるデラミネーションやクラックの発生を大幅に抑制できる。
【００８７】
また、この製法では、母体積層体が、２条のエンド側形状保持導体パターン間で切断されるため、エンド側形状保持導体パターン端は積層成形体の端面に露出しておらず、絶縁性の高いエンドマージン部を形成でき、セラミック積層体の信頼性を高めることができる。
【００８８】
さらに、この製法では、母体積層体が積層方向（主面に対して垂直方向）にサイド側形状保持導体パターンを切断除去することから、サイド側形状保持導体パターンの周囲のサイドマージン部から容易に金属粉末を含むサイド側形状保持導体パターンを除くことができ、さらに絶縁性の高いサイドマージン部を形成でき、セラミック積層体の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック積層体を製造するための工程図を示す。
【図２】セラミックグリーンシート上に容量形成用導体パターン、形状保持パターンを形成した状態を示す概略斜視図である。
【図３】図２の概略断面図である。
【図４】容量形成用導体パターンおよび形状保持パターンが形成されたセラミックグリーンシートを吸着ヘッドで吸着した状態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の製法に用いる印刷用スクリーンの平面図である。
【図６】セラミックグリーンシートを吸着ヘッドを用いて積層する工程の模式図である。
【図７】セラミック積層成形体の断面図である。
【図８】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・セラミックグリーンシート
３・・・容量形成用導体パターン
３ａ・・・エンドマージン側辺
３ｂ・・・サイドマージン側辺
５・・・エンド側形状保持導体パターン
７・・・サイド側形状保持導体パターン
９・・・母体積層体
４１・・・積層成形体

Claims

積層された複数のセラミックグリーンシート間に、対向する一対のエンドマージン側辺及び対向する一対のサイドマージン側辺を有する矩形状の機能導体パターンを複数所定間隔をおいて整列してなる母体積層体を作製する工程と、該母体積層体を所定位置で所定の切断幅で積層方向に切断して、異なる端面に前記機能導体パターンのエンドマージン側辺が交互に露出する積層成形体を作製する工程とを具備するセラミック積層体の製法であって、
前記母体積層体のセラミックグリーンシート間における隣設する機能導体パターンの対向するエンドマージン側辺間に、該エンドマージン側辺と所定間隔をおいて前記切断幅よりも広い間隔を有するほぼ平行の２条のエンド側形状保持導体パターンが形成されているとともに、前記セラミックグリーンシート間における隣設する機能導体パターンの対向するサイドマージン側辺間に、該サイドマージン側辺と所定間隔をおいて前記切断幅よりも狭い幅を有するサイド側形状保持導体パターンが形成され、前記母体積層体が、前記２条のエンド側形状保持導体パターン間を、該エンド側形状保持導体パターン端が前記積層成形体の端面に露出しないように、且つ、前記サイド側形状保持導体パターンを除去するように切断されることを特徴とするセラミック積層体の製法。
母体積層体は、セラミックグリーンシートの主面上に導体ペーストを印刷して、機能導体パターン、２条のエンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンを同時に形成する工程と、該機能導体パターン、エンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層する工程とを具備して作製されることを特徴とする請求項１記載のセラミック積層体の製法。
エンド側形状保持導体パターン及び／又はサイド側形状保持導体パターンの厚みは、機能導体パターンの厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１又は２記載のセラミック積層体の製法。
エンド側形状保持導体パターン及び／又はサイド側形状保持導体パターンの厚みをｔ_１、機能導体パターンの厚みをｔ_２としたときに、１＜ｔ_１／ｔ_２≦２を満足することを特徴とする請求項１乃至３のうちいづれかに記載のセラミック積層体の製法。
機能導体パターンと、エンド側形状保持導体パターン及びサイド側形状保持導体パターンとの間隔、及び２条のエンド側形状保持導体パターンの間隔が、６０μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいづれかに記載のセラミック積層体の製法。
エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンは離間していることを特徴とする請求項１乃至５のうちいづれかに記載のセラミック積層体の製法。
エンド側形状保持導体パターンとサイド側形状保持導体パターンが接続されて、機能導体パターンを取り囲むように環状に形成されており、前記エンド側形状保持導体パターン及び／又は前記サイド側形状保持導体パターンの一部が切り欠かれていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいづれかに記載のセラミック積層体の製法。