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JP4404622B2 - Defect evaluation method of multilayer ceramic element and manufacturing method of multilayer ceramic electronic component - Google Patents

Defect evaluation method of multilayer ceramic element and manufacturing method of multilayer ceramic electronic component Download PDF

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JP4404622B2 JP2003426886A JP2003426886A JP4404622B2 JP 4404622 B2 JP4404622 B2 JP 4404622B2 JP 2003426886 A JP2003426886 A JP 2003426886A JP 2003426886 A JP2003426886 A JP 2003426886A JP 4404622 B2 JP4404622 B2 JP 4404622B2
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Description

本発明は、積層型セラミック素子の欠陥評価法及び積層型セラミック電子部品の製法に関し、特に、セラミック層と導体層とを交互に積層して形成した積層型セラミック素子について、その素子中に存在するボイドなどの欠陥を高周波顕微鏡を用いて評価し、規定値以上の欠陥を有する積層型セラミック素子を除き、良品のみを次工程に移して製造する積層型セラミック電子部品の製法に関する。   The present invention relates to a defect evaluation method for a multilayer ceramic element and a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component, and in particular, a multilayer ceramic element formed by alternately laminating ceramic layers and conductor layers exists in the element. The present invention relates to a method for producing a multilayer ceramic electronic component in which defects such as voids are evaluated using a high-frequency microscope, and only a non-defective product is transferred to the next process except for a multilayer ceramic element having a defect exceeding a specified value.

セラミック層と導体層を交互に積層した積層型セラミック素子は、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し、これをプレスして一体化した後、脱脂、焼成することにより形成され、この積層型セラミック素子の、例えば、側面に前記導体層と接続する外部電極を形成して積層型セラミック電子部品が製造される。   A laminated ceramic element in which ceramic layers and conductor layers are alternately laminated is formed by laminating a plurality of ceramic green sheets on which conductor patterns are formed, pressing and integrating them, and then degreasing and firing. For example, an external electrode connected to the conductor layer is formed on a side surface of the multilayer ceramic element to manufacture a multilayer ceramic electronic component.

上記した積層型セラミック素子や積層型セラミック電子部品は、これらの製造工程において、種々の特性評価や外観などの検査が行われ、所望の特性を満足する良品のみが出荷されている。   The above-described multilayer ceramic elements and multilayer ceramic electronic components are subjected to various characteristic evaluations and appearance inspections in these manufacturing processes, and only non-defective products satisfying desired characteristics are shipped.

このような検査工程において、特に、積層型セラミック素子の内部に存在し、特性劣化の原因ともなっているボイドなどの欠陥を評価する装置として、従来より高周波顕微鏡が好適に用いられている(例えば、特許文献1)。   In such an inspection process, in particular, a high-frequency microscope has conventionally been suitably used as an apparatus for evaluating defects such as voids that exist inside a multilayer ceramic element and cause characteristic deterioration (for example, Patent Document 1).

この高周波顕微鏡を用いた評価法では、水中に浸漬した積層型セラミック素子に対して、高周波を入射させて応答波である反射波を解析することにより、素子中の空気層であるボイドなどの欠陥の有無やその大きさを評価できる。
特開平5−36567号
In this evaluation method using a high-frequency microscope, a multilayer ceramic element immersed in water is subjected to a high-frequency incident and a reflected wave, which is a response wave, is analyzed to detect defects such as voids that are air layers in the element. The presence and the size of can be evaluated.
JP-A-5-36567

近年、セラミック層の薄層、多層化、および小型化が進むに伴い、当該素子の高品質化への要求はますます厳しくなり、より厳密な良否判定が要求され、このために製品を欠陥サイズで選別する必要性が生じてきている。   In recent years, as the ceramic layer has become thinner, multilayered, and miniaturized, the demand for higher quality of the element has become stricter, and stricter pass / fail judgment is required. The need to sort by

しかしながら、上記特許文献1に記載された評価法では、セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子に対して、高周波を積層方向に入射するために、入射した高周波が内部の導体層により減衰し、適正な反射波を検出できず、積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥のサイズを正確に得ることができないという問題があった。   However, in the evaluation method described in Patent Document 1, a high frequency is incident on the laminated ceramic element in which ceramic layers and conductor layers are alternately laminated, so that the incident high frequency is internal. There is a problem in that it is attenuated by the conductor layer, an appropriate reflected wave cannot be detected, and the size of the defect existing inside the multilayer ceramic element cannot be obtained accurately.

従って、本発明は、積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥のサイズを精度よく評価できる積層型セラミック素子の欠陥評価法とそれを取り入れた積層型セラミック電子部品の製法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for evaluating a defect of a multilayer ceramic element capable of accurately evaluating the size of a defect present in the multilayer ceramic element and a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component incorporating the defect evaluation method. To do.

本発明の積層型セラミック素子の欠陥評価法は、セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥に対して、プローブから高周波を照射し、その反射波を検出して測定されるエコー信号の大きさから前記欠陥のサイズを評価する積層型セラミック素子の欠陥評価法であって、前記プローブから照射される高周波の周波数を50MHz以上とし、かつ前記プローブを前記導体層に対して平行に向けたことを特徴とする。   The defect evaluation method for a multilayer ceramic element according to the present invention is to irradiate a high frequency from a probe to a defect present in a multilayer ceramic element in which ceramic layers and conductor layers are alternately stacked, and to reflect the reflected wave. A defect evaluation method for a multilayer ceramic element that evaluates the size of the defect from the magnitude of an echo signal that is detected and measured, wherein a frequency of a high frequency irradiated from the probe is 50 MHz or more, and the probe is It is characterized by being directed parallel to the conductor layer.

即ち、本発明によれば、セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子に対して、導体層に平行の向きに高周波をすることにより、セラミック層をその厚み方向に横切る導体層が存在しないことから、セラミック層内のみを高周波が伝播するために高周波の減衰を抑制でき、このため適正な反射波を検出でき、これにより積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥のサイズを正確に測定評価できる。なお、本発明の評価法で対象となる欠陥とは空隙または素子を構成する成分以外の成分のことをいう。また、本発明における高周波とは、超音波に代表されるものである。   That is, according to the present invention, for a laminated ceramic element in which ceramic layers and conductor layers are alternately laminated, a high frequency is applied in a direction parallel to the conductor layer, whereby the conductor crossing the ceramic layer in the thickness direction is obtained. Since there is no layer, the high frequency propagates only in the ceramic layer, so the attenuation of the high frequency can be suppressed, so that an appropriate reflected wave can be detected, thereby reducing the size of the defects existing inside the multilayer ceramic element. Accurate measurement evaluation. In addition, the defect which becomes object by the evaluation method of this invention means components other than the component which comprises a space | gap or an element. The high frequency in the present invention is represented by ultrasonic waves.

上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、導体層数が200層以上であることを特徴とする。積層型セラミック素子の導体層に平行な向きに高周波を照射する本発明の欠陥評価法を用いれば、素子内部の導体層が多くても導体層による信号の減衰を抑えて検出できる。   The defect evaluation method for the multilayer ceramic element is characterized in that the number of conductor layers is 200 or more. By using the defect evaluation method of the present invention that irradiates a high frequency in a direction parallel to the conductor layer of the multilayer ceramic element, even if there are many conductor layers inside the element, signal attenuation by the conductor layer can be suppressed and detected.

上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、積層厚みが導体層の最大幅よりも大きいことを特徴とする。本発明の欠陥評価法によれば、積層体素子を構成する導体層の枚数に関係なく、導体層もしくはセラミック層の幅よりも積層厚みが厚い試料に対して好適に用いることができる。   The defect evaluation method for a multilayer ceramic element is characterized in that the multilayer thickness is larger than the maximum width of the conductor layer. According to the defect evaluation method of the present invention, it can be suitably used for a sample having a laminate thickness larger than the width of the conductor layer or the ceramic layer, regardless of the number of conductor layers constituting the laminate element.

上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、エコー信号は、セラミック層の入射方向から見た表面領域を除く深さ方向全体を検出したものであることを特徴とする。本評価法では、エコー信号は、セラミック層の入射方向から見た表面領域を除く深さ方向全体を検出したものとすることにより、表面反射を除きつつ試料内部の殆どの欠陥を網羅できる。   In the above-described defect evaluation method for a multilayer ceramic element, the echo signal is obtained by detecting the entire depth direction excluding the surface region viewed from the incident direction of the ceramic layer. In this evaluation method, it is possible to cover most defects inside the sample while removing the surface reflection by assuming that the echo signal is the entire depth direction excluding the surface region viewed from the incident direction of the ceramic layer.

上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、欠陥サイズの評価は、
(a)大きさが既知の欠陥を人工的に形成した積層型セラミック素子を標準試料とし、該標準試料中の欠陥Vstdに対する標準的なエコー高さEHstdを測定し、次に、この標準的なエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係を求める工程と、
(b)本試料である積層型セラミック素子中の欠陥Vsampについて測定したエコー高さが標準試料のエコー高さEHstdの10%以上のものを抽出して、(a)で求めた標準試料のエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係から、本試料の欠陥Vsampの大きさDVsampを求める工程と、を具備することを特徴とする。
In the defect evaluation method for the multilayer ceramic element, the defect size is evaluated as follows:
(A) Using a multilayer ceramic element in which a defect having a known size is artificially formed as a standard sample, a standard echo height EHstd with respect to the defect Vstd in the standard sample is measured. Determining the relationship between the echo height EHstd and the actual defect size DVstd;
(B) The standard sample echo obtained in (a) is extracted when the echo height measured for the defect Vsamp in the multilayer ceramic element as the sample is 10% or more of the echo height EHstd of the standard sample. And a step of determining the magnitude DVsamp of the defect Vsamp of the sample from the relationship between the height EHstd and the actual defect size DVstd.

本発明では、予め、大きさが既知の欠陥を内在する標準試料を用いて高周波信号によるエコー高さと実際の欠陥のサイズとの関係を求めておき、この標準試料を参照比較して、実際の試料の欠陥サイズを求める方法を採用するために、より高精度な欠陥のサイズを評価できる。尚、本発明における欠陥のサイズとは、例えば、セラミック層中に存在する空隙の、高周波の照射方向に対して垂直な方向の最大径をいう。   In the present invention, the relationship between the echo height by the high frequency signal and the size of the actual defect is obtained in advance using a standard sample containing a defect of known size, and the standard sample is referred to and compared with the actual defect. Since a method for obtaining the defect size of the sample is employed, a more accurate defect size can be evaluated. The defect size in the present invention means, for example, the maximum diameter in the direction perpendicular to the high-frequency irradiation direction of the voids existing in the ceramic layer.

そして、上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、標準的なエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係が、DVstd/EHstd=0.5〜1.5であることを特徴とする。このような規定範囲の換算を行うことにより、さらに高精度に実際の欠陥の大きさを評価できる。   In the defect evaluation method for the multilayer ceramic element, the relationship between the standard echo height EHstd and the actual defect size DVstd is DVstd / EHstd = 0.5 to 1.5. And By performing the conversion of the specified range, the actual defect size can be evaluated with higher accuracy.

また、上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、欠陥のサイズが200μm以下のセラミック層について評価することを特徴とする。即ち、本発明の欠陥評価法では、欠陥のサイズが200μm以下と小さい場合でも高精度の評価が可能である。   Further, the defect evaluation method for the multilayer ceramic element is characterized by evaluating a ceramic layer having a defect size of 200 μm or less. In other words, the defect evaluation method of the present invention enables highly accurate evaluation even when the defect size is as small as 200 μm or less.

また、上記積層型セラミック素子の欠陥評価法では、セラミック層は、表面粗さ(Ra)が2μm以下、気孔率が5%以下であることを特徴とする。   In the defect evaluation method for a multilayer ceramic element, the ceramic layer has a surface roughness (Ra) of 2 μm or less and a porosity of 5% or less.

即ち、本発明の評価法において高周波を照射するセラミック層は、表面粗さ(Ra)を2μm以下とすることにより、エコー反射の減衰を小さくできる。また、気孔率を5%以下とすることにより、近接する欠陥による散乱を抑制でき、1個の欠陥サイズの評価値の精度を高めることができる。   That is, the attenuation of echo reflection can be reduced by setting the surface roughness (Ra) to 2 μm or less in the ceramic layer that irradiates high frequency in the evaluation method of the present invention. Moreover, by setting the porosity to 5% or less, scattering due to adjacent defects can be suppressed, and the accuracy of the evaluation value of one defect size can be increased.

本発明の積層型セラミック電子部品の製法は、(a)セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層して形成した積層体を焼成して積層型セラミック素子を形成する工程と、
(b)該積層型セラミック素子について、請求項1乃至3のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法により、前記積層型セラミック素子を評価して、欠陥のサイズが200μm以下の欠陥を有する積層型セラミック素子を選別する工程と、
(c)選別された前記積層型セラミック素子の表面に外部電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
The manufacturing method of the multilayer ceramic electronic component of the present invention includes: (a) a step of firing a multilayer body formed by alternately stacking ceramic green sheets and conductor patterns to form a multilayer ceramic element;
(B) For the multilayer ceramic element, the multilayer ceramic element is evaluated by the multilayer ceramic element defect evaluation method according to any one of claims 1 to 3, and a defect having a defect size of 200 μm or less is detected. A step of selecting a laminated ceramic element having,
(C) forming an external electrode on the surface of the selected multilayer ceramic element.

そして、積層型セラミック電子部品の製造工程に上記した欠陥評価法を採用することにより、外観検査だけではわからない内部のボイドなどの欠陥をも非破壊で高精度に評価でき、これにより当該製品の良品率を高めることができる。   And by adopting the above-mentioned defect evaluation method in the manufacturing process of multilayer ceramic electronic components, it is possible to evaluate non-destructive and highly accurate defects such as internal voids that cannot be understood only by visual inspection, and this is a good product The rate can be increased.

即ち、本発明では、積層型セラミック素子の内部に存在するボイドなどの欠陥を非破壊で評価するにあたり、積層されたセラミック層や導体層の面内と同じ方向に高周波を照射することにより、高周波の透過する方向のセラミック層中にはそれを横切るような導体層がないことから、導体層などの金属成分による高周波信号の減衰が抑制され、これにより欠陥サイズをより高精度に評価できる。   That is, in the present invention, when evaluating defects such as voids existing inside the multilayer ceramic element in a non-destructive manner, by irradiating the high frequency in the same direction as the plane of the laminated ceramic layer or conductor layer, Since there is no conductor layer that crosses the ceramic layer in the transmitting direction, the attenuation of the high-frequency signal by the metal component such as the conductor layer is suppressed, whereby the defect size can be evaluated with higher accuracy.

また、このような欠陥の評価法を積層型セラミック電子部品の製造工程の、例えば、積層型セラミック素子の形成後の製品評価に採用して、規定以上の大きさの欠陥を有する製品を除き、良品のみを選別するように、製造工程に組み入れることにより、この積層型セラミック素子の表面に外部電極等を形成して出荷される最終製品の歩留まりを向上できる。   In addition, such a defect evaluation method is adopted in the manufacturing process of the multilayer ceramic electronic component, for example, product evaluation after the formation of the multilayer ceramic element, except for a product having a defect larger than a specified size, By incorporating it into the manufacturing process so as to select only non-defective products, it is possible to improve the yield of final products that are shipped by forming external electrodes or the like on the surface of the multilayer ceramic element.

図1は高周波探傷装置の概略図である。高周波探傷による内部欠陥の欠陥サイズの測定は、図1に示すように、発信機およびスキャナを備え、繰り返しパルス電圧を印加したプローブから、音響レンズ(図示なし)によって収束された高周波が発せられ、溶媒中(例えば純水内)に浸漬された試料で反射し、戻ってきた反射波(反射音)が電圧として受信器に出力される。   FIG. 1 is a schematic view of a high-frequency flaw detector. As shown in FIG. 1, the measurement of the defect size of the internal defect by high-frequency flaw detection is performed with a high frequency focused by an acoustic lens (not shown) from a probe that includes a transmitter and a scanner and repeatedly applies a pulse voltage. A reflected wave (reflected sound) reflected by a sample immersed in a solvent (for example, in pure water) and returned is output as a voltage to the receiver.

検出器では、映像化したい欠陥の反射波を処理するため、受信機を有する検出回路を経て、そのピーク値をDC電圧として出力する。DC電圧のAD変換は、操作中に実行されながら、その変換値を演算処理した後、メモリに格納され操作映像が表示される。ディスプレイは反射波をモニタするもので、送信波のほか、欠陥のエコーを観察できる。なお、検出器はディスプレイに付随してスクリーニングおよびデータ処理機構を備えている。評価を終えた試料はケース毎入替え装置まで移動させて試料の入替えを行い、次の評価に備える。   In the detector, in order to process the reflected wave of the defect to be visualized, the peak value is output as a DC voltage through a detection circuit having a receiver. While the AD conversion of the DC voltage is executed during the operation, the conversion value is arithmetically processed and then stored in the memory to display the operation video. The display monitors the reflected wave and can observe the echo of the defect in addition to the transmitted wave. The detector has a screening and data processing mechanism associated with the display. The sample that has been evaluated is moved to the case-by-case replacement device to replace the sample and prepare for the next evaluation.

図2は、積層型セラミック素子を高周波探傷する状態を示す説明図である。本発明の積層型セラミック素子の欠陥評価法は、セラミック層1と導体層3とが交互に積層された積層型セラミック素子5の内部に存在する欠陥7に対して、プローブ9から高周波を照射し、その反射波13を検出して測定されるエコー信号の大きさから前記欠陥7のサイズを評価する方法であり、特に、前記プローブ9を前記導体層3に対して平行に向けたことを特徴とする。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which a multilayer ceramic element is subjected to high-frequency flaw detection. According to the defect evaluation method of the multilayer ceramic element of the present invention, a high frequency is irradiated from the probe 9 to the defect 7 existing in the multilayer ceramic element 5 in which the ceramic layers 1 and the conductor layers 3 are alternately laminated. A method of evaluating the size of the defect 7 from the magnitude of an echo signal measured by detecting the reflected wave 13, and in particular, the probe 9 is directed parallel to the conductor layer 3. And

つまり、高周波の入射方向を導体層3に平行にすると、導体層3からの反射が少なくなり、欠陥7の反射率を最も大きくでき、このために、欠陥7のサイズが小さい場合であっても検出が可能となる。   That is, when the incident direction of the high frequency is parallel to the conductor layer 3, the reflection from the conductor layer 3 is reduced, and the reflectance of the defect 7 can be maximized. Therefore, even when the size of the defect 7 is small Detection is possible.

図3は、試料表面に対してプローブ9から入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。図3に示すように、本試料の上方に設けられたプローブ9から高周波を試料表面から内部に向けて入射させる。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the traveling directions of high-frequency incident waves and reflected waves incident from the probe 9 on the sample surface. As shown in FIG. 3, a high frequency is incident from the surface of the sample toward the inside from a probe 9 provided above the sample.

ここで、プローブ9の周波数は50MHz以上、特に、75MHz以上、さらには100MHz以上が好ましく、このように高周波出力の周波数を50MHz以上と高くすると、収束するビーム径が小さくなり、欠陥7のサイズの焦点精度を高くでき、微小サイズの欠陥7を探知し易くなる。   Here, the frequency of the probe 9 is preferably 50 MHz or higher, particularly 75 MHz or higher, and more preferably 100 MHz or higher. When the frequency of the high frequency output is increased to 50 MHz or higher in this way, the converged beam diameter is reduced, and the size of the defect 7 is reduced. The focus accuracy can be increased, and the defect 7 having a small size can be easily detected.

前記高周波のビーム径は前記欠陥7のサイズよりも大きいことが望ましいが、導体層3の間隔であるセラミック層1の厚みよりも小さいことが好ましい。これにより、対象とする欠陥に対してエコー信号の強度が飽和することなしに反射波13を検出できる。また、ビーム径をセラミック層1の厚みよりも小さくすることにより、導体層3からの反射波13を除くことができる。なお、プローブ9の移動するピッチは収束したビームの直径以下、特に、1/2以下であることがより望ましい。   The high-frequency beam diameter is preferably larger than the size of the defect 7, but is preferably smaller than the thickness of the ceramic layer 1 that is the distance between the conductor layers 3. Thereby, the reflected wave 13 can be detected without the intensity of the echo signal being saturated with respect to the target defect. Further, the reflected wave 13 from the conductor layer 3 can be removed by making the beam diameter smaller than the thickness of the ceramic layer 1. It is more desirable that the pitch of the probe 9 is less than the diameter of the converged beam, particularly ½ or less.

図4は、高周波顕微鏡の出力波形として得られる欠陥に対するエコーの模式図である。エコーは、図4に示すように、試料内部の欠陥7による反射源に焦点が合うと、強い反射エコー12が得られる。図4において、エコー高さは欠陥の、プローブから照射される高周波の進行方向と同じ方向の、大きさを表し、一方、エコーの幅は欠陥の、プローブ9から照射される高周波の進行方向に対して垂直方向の大きさを表すものである。なお、エコーは、評価する試料の表面では、その表面自体からの反射波13が発生するために、その表面部分を除く深さ方向全体を検出することが望ましい。   FIG. 4 is a schematic diagram of an echo for a defect obtained as an output waveform of a high-frequency microscope. As shown in FIG. 4, when the echo is focused on the reflection source due to the defect 7 inside the sample, a strong reflection echo 12 is obtained. In FIG. 4, the echo height represents the magnitude of the defect in the same direction as the high-frequency traveling direction irradiated from the probe, while the echo width represents the defect in the high-frequency traveling direction irradiated from the probe 9. On the other hand, it represents the size in the vertical direction. In addition, since the reflected wave 13 from the surface itself generate | occur | produces in the surface of the sample to evaluate, it is desirable to detect the echo in the whole depth direction except the surface part.

図5は、表面粗さ(Ra)を有する試料表面に対してプローブから入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the traveling directions of high-frequency incident waves and reflected waves incident from a probe onto a sample surface having a surface roughness (Ra).

高周波は、試料に入射されると、試料の表面の粗さおよび密度差、透過率の異なる導体層3や異物によって反射されるが、高周波の入射角度が垂直であれば、反射率が最も高くなり、内部の欠陥7による反射波12を探知しやすくなる。   When the high frequency is incident on the sample, it is reflected by the surface roughness and density difference of the sample and the conductor layer 3 and foreign matter having different transmittances. However, if the incident angle of the high frequency is vertical, the reflectance is the highest. Thus, the reflected wave 12 due to the internal defect 7 can be easily detected.

このため表面領域の厚みとしては、50μm以上の厚み領域を除いて評価することが好ましい。   For this reason, the thickness of the surface region is preferably evaluated excluding the thickness region of 50 μm or more.

また、高周波が照射されるセラミック層1の表面粗さ(Ra)は2μm以下、特に、1μm以下が望ましい。なお、表面粗さ(Ra)は、JIS B 1601により測定された値が用いられる。   Further, the surface roughness (Ra) of the ceramic layer 1 irradiated with the high frequency is preferably 2 μm or less, particularly preferably 1 μm or less. For the surface roughness (Ra), a value measured according to JIS B 1601 is used.

図6は、隣接する導体層の平行度および入射面の平面度が及ぼす反射波の散乱状態を示す模式図である。積層セラミック素子の高周波が照射される面の平面度は形状偏差を示すものであり、反りの値として示されるものである。例えば、素子の形状が直方体であれば、その照射面を構成する4辺により形成される面を仮想平面とし、その仮想平面からの最大変位量となる。本発明において、入射面の平面度は100μm/mm以下、特に、50μm/mm以下が望ましい。なお、平面度は、JIS B 0621−1981により測定される。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a reflected wave scattering state exerted by the parallelism of adjacent conductor layers and the flatness of the incident surface. The flatness of the surface on which the high frequency of the multilayer ceramic element is irradiated indicates a shape deviation, and is indicated as a value of warpage. For example, if the shape of the element is a rectangular parallelepiped, the surface formed by the four sides constituting the irradiation surface is a virtual plane, and the maximum displacement amount from the virtual plane. In the present invention, the flatness of the incident surface is preferably 100 μm / mm or less, particularly 50 μm / mm or less. The flatness is measured according to JIS B 0621-1981.

本発明の評価法では、高周波は、セラミック層1を狭持している導体層3に平行に照射されるものであるが、この導体層3の平行度は姿勢偏差を示すものであり、セラミック層一層における厚み差である。つまり、本発明ではセラミック層の厚み差が10%以下であることが好ましい。なお、平行度はJIS B 0621−1981により測定される。   In the evaluation method of the present invention, the high frequency is irradiated in parallel to the conductor layer 3 holding the ceramic layer 1, and the parallelism of the conductor layer 3 indicates an attitude deviation, and the ceramic layer It is the thickness difference in one layer. That is, in the present invention, the thickness difference between the ceramic layers is preferably 10% or less. The parallelism is measured according to JIS B 0621-1981.

つまり、本発明では、試料に対して導体層3に平行に高周波を照射することで、欠陥サイズの測定精度を向上できるものであるが、試料表面あるいは導体層3が湾曲している部分に高周波を入射させると反射波12の散乱が起きやすくなり、このためエコー高さが変化し正確な欠陥サイズを評価できなくなる。   That is, in the present invention, the measurement accuracy of the defect size can be improved by irradiating the sample with a high frequency parallel to the conductor layer 3, but the sample surface or a portion where the conductor layer 3 is curved has a high frequency. Is likely to cause scattering of the reflected wave 12, and the echo height changes, making it impossible to evaluate an accurate defect size.

本発明の評価法の対象となる試料の気孔率は、高周波の反射波12の散乱を抑制するという点で、5%以下、特に3%以下が望ましい。つまり、図2に示すような積層型セラミック素子5は、エコー反射の減衰の大きい試料であり、ボイドが多数存在するほど、高周波が散乱され、反射波12の減衰が大きくなり、欠陥7による反射波12が探知されにくくなる。なお、気孔率はJISR1634に基づいて測定される。   The porosity of the sample that is the object of the evaluation method of the present invention is preferably 5% or less, particularly 3% or less in terms of suppressing scattering of the high-frequency reflected wave 12. That is, the multilayer ceramic element 5 as shown in FIG. 2 is a sample with a large echo reflection attenuation. The more voids there are, the higher the frequency is scattered, the greater the attenuation of the reflected wave 12, and the reflection by the defect 7. The wave 12 becomes difficult to detect. The porosity is measured based on JIS R1634.

本発明にかかる欠陥サイズの評価は、
(a)まず、大きさが既知の欠陥を人工的に形成した積層型セラミック素子を標準試料とし、該標準試料中の欠陥Vstdに対する標準的なエコー高さEHstdを測定し、次に、この標準的なエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係を求める。
The defect size evaluation according to the present invention is as follows:
(A) First, a multilayer ceramic element in which a defect having a known size is artificially formed is used as a standard sample, and a standard echo height EHstd with respect to the defect Vstd in the standard sample is measured. The relationship between the actual echo height EHstd and the actual defect size DVstd is obtained.

(b)次に、本試料である積層型セラミック素子中の欠陥Vsampについて測定したエコー高さが標準試料のエコー高さEHstdの10%以上のものを抽出して、(a)で求めた標準試料のエコー高さEHstdと実際の欠陥の大きさDVstdとの関係から、本試料の欠陥Vsampの大きさDVsampを求めるものである。また、標準的なエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係が、DVstd/EHstd=0.5〜1.5、さらなる精度向上という点で、好ましくはその比が0.8〜1.2(確認ください)の関係であることが好ましい。この場合、欠陥エコー高さを標準試料のエコー高さの10%以上とするとノイズを拾う確率を低くできる。なお、標準試料の評価では、セラミック層の、厚み方向と面内方向の両方の欠陥サイズを求める。 (B) Next, an echo whose measured height is 10% or more of the echo height EHstd of the standard sample is extracted for the defect Vsamp in the multilayer ceramic element as the sample, and the standard obtained in (a) From the relationship between the echo height EHstd of the sample and the actual defect size DVstd, the size DVsamp of the defect Vsamp of this sample is obtained. The relationship between the standard echo height EHstd and the actual defect size DVstd is DVstd / EHstd = 0.5 to 1.5, and the ratio is preferably 0.8 in view of further improvement in accuracy. It is preferable that the relationship is -1.2 (please confirm). In this case, if the defect echo height is 10% or more of the echo height of the standard sample, the probability of picking up noise can be lowered. In the evaluation of the standard sample, the defect size in both the thickness direction and the in-plane direction of the ceramic layer is obtained.

また、本発明におけるセラミック層に存在する欠陥7のサイズ(最大径)は、検知限界により5μm以上、20μm以上が望ましいが、一方、本発明の評価法を用いると、小さい欠陥まで評価できるという点で、100μm以下、特に50μm以下がより望ましい。   Further, the size (maximum diameter) of the defect 7 existing in the ceramic layer in the present invention is preferably 5 μm or more and 20 μm or more depending on the detection limit. On the other hand, if the evaluation method of the present invention is used, even a small defect can be evaluated. Therefore, 100 μm or less, particularly 50 μm or less is more desirable.

図7は、導体層により狭持されたセラミック層の内部に存在する空隙の拡大図である。図8は、標準試料のエコー高さEHstd1を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをD1とし、実際の欠陥サイズをD2としたときの関係図である。図9は、標準試料のエコー高さEHstd1を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをV1とし、実際の欠陥サイズをV2としたときの関係図である。   FIG. 7 is an enlarged view of the void existing inside the ceramic layer held by the conductor layer. FIG. 8 is a relationship diagram when the defect size in the thickness direction of the ceramic layer of this sample obtained with reference to the echo height EHstd1 of the standard sample is D1, and the actual defect size is D2. FIG. 9 is a relational diagram when the defect size in the thickness direction of the ceramic layer of this sample obtained with reference to the echo height EHstd1 of the standard sample is V1, and the actual defect size is V2.

ここで、本試料におけるセラミック層1の厚み方向の実際の欠陥サイズ(最大径)をD2、導体層に平行方向の実際の欠陥サイズ(最大径)をV2としている。なお、標準試料のエコー高さを基準に求めた、本試料におけるセラミック層1の厚み方向の欠陥7のサイズ(最大径)をD1、導体層に平行方向の欠陥7のサイズ(最大径)をV1とする。   Here, the actual defect size (maximum diameter) in the thickness direction of the ceramic layer 1 in this sample is D2, and the actual defect size (maximum diameter) in the direction parallel to the conductor layer is V2. In addition, the size (maximum diameter) of the defect 7 in the thickness direction of the ceramic layer 1 in this sample, which is obtained on the basis of the echo height of the standard sample, is D1, and the size (maximum diameter) of the defect 7 in the direction parallel to the conductor layer is V1.

本発明の評価法において、本試料の欠陥7のサイズは、標準試料の欠陥7のサイズに対して、以下の範囲内にある場合に本発明の高精度のサイズ評価が可能となる。即ち、(1)標準試料におけるセラミック層1の厚み方向の欠陥サイズ(最大径)をD1、本試料についての同方向の欠陥7のサイズ(最大径)をD2とした場合、D2がD1の0.3〜1倍の大きさの範囲であること、
(2)標準試料における導体層3に平行方向の欠陥7のサイズ(最大径)をV1、本試料についての同方向の欠陥7のサイズ(最大径)をV2とした場合、V2がV1の0.5〜1.5倍、特に、0.8〜1.2倍の大きさの範囲であることが望ましい。
In the evaluation method of the present invention, when the size of the defect 7 of the present sample is within the following range with respect to the size of the defect 7 of the standard sample, the highly accurate size evaluation of the present invention can be performed. That is, (1) When the defect size (maximum diameter) in the thickness direction of the ceramic layer 1 in the standard sample is D1, and the size (maximum diameter) of the defect 7 in the same direction for this sample is D2, D2 is 0 of D1. .3 to 1 times the size range,
(2) When the size (maximum diameter) of the defect 7 parallel to the conductor layer 3 in the standard sample is V1, and the size (maximum diameter) of the defect 7 in the same direction for this sample is V2, V2 is 0 of V1. Desirably, the size is in the range of 5 to 1.5 times, particularly 0.8 to 1.2 times.

本発明の積層型セラミック素子はセラミック層1もしくは導体層3の積層数が200層以上、特に、300層以上であることが好ましい。このように導体層3の積層数が多い場合、積層方向に高周波を入射させる方法では、セラミック層1と導体層3との密度差および導体層3自体による高周波の入射および反射の減衰が大きくなり明瞭な反射波12を得ることができないが、本発明では、高周波を導体層3に対して平行に入射させることから導体層3による減衰を抑えることができ明瞭な反射波12を得ることができる。また、本発明では、積層厚みが導体層3の1辺の幅よりも大きい場合に、高周波をセラミック層全体に透過できるという点で好ましい。   In the multilayer ceramic element of the present invention, the number of laminated ceramic layers 1 or conductor layers 3 is preferably 200 or more, particularly 300 or more. As described above, when the number of conductor layers 3 is large, the method in which high frequency is incident in the stacking direction increases the difference in density between the ceramic layer 1 and the conductor layer 3 and the attenuation of high frequency incidence and reflection by the conductor layer 3 itself. Although a clear reflected wave 12 cannot be obtained, in the present invention, since a high frequency is incident on the conductor layer 3 in parallel, attenuation by the conductor layer 3 can be suppressed and a clear reflected wave 12 can be obtained. . Moreover, in this invention, when a lamination | stacking thickness is larger than the width | variety of one side of the conductor layer 3, it is preferable at the point that a high frequency can permeate | transmit to the whole ceramic layer.

本発明の積層型セラミック素子を構成するセラミックス層1は、セラミックスであれば何れでも良いが、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛Pb(Zr,Ti)O(以下PZTと略す)、チタン酸バリウムBaTiOを主成分とする誘電体セラミック材料などが使用されるが、これらに限定されるものではない。 The ceramic layer 1 constituting the multilayer ceramic element of the present invention may be any ceramic, but for example, lead zirconate titanate Pb (Zr, Ti) O 3 (hereinafter abbreviated as PZT), barium titanate BaTiO. A dielectric ceramic material having 3 as a main component is used, but is not limited thereto.

導体層3は、例えばAg、Al、Au、Cu、Ni、Pd、Wを主成分とする導電性ペースト、箔、板、膜、樹脂または網状の材料などが使用されるが、これらに限定されるものではなく、抵抗率が10−3Ωm以下であれば何れでも良い。 For the conductor layer 3, for example, a conductive paste mainly composed of Ag, Al, Au, Cu, Ni, Pd, and W, a foil, a plate, a film, a resin, or a net-like material is used, but is not limited thereto. It is not a thing, and any may be sufficient as long as the resistivity is 10 −3 Ωm or less.

本発明の評価法に用いる標準試料は、本試料を構成するセラミック層と同じ材質からなることが好ましいが、SUS材やスチール材を用いても良い。高周波の入射方向のサイズ(積層方向の長さ)の最大サイズが50〜200μmであればよい。欠陥7の形状は平板状が好ましいが球形でもかまわない。   The standard sample used in the evaluation method of the present invention is preferably made of the same material as the ceramic layer constituting the sample, but a SUS material or a steel material may be used. The maximum size of the size in the high frequency incident direction (length in the stacking direction) may be 50 to 200 μm. The shape of the defect 7 is preferably a flat plate shape, but may be a spherical shape.

尚、人工欠陥に高周波の焦点を合わせることが容易かつ短時間に行えるという点から、標準試料に内在する人工欠陥の位置(表面からの積層方向深さ)は予め指定した位置とする。つまり、高周波を入射する面からの距離を設定しておくことが望ましく、その位置は深さ方向の中央部が望ましい。   Note that the position of the artificial defect existing in the standard sample (depth in the stacking direction from the surface) is set to a position specified in advance because high-frequency focusing can be easily performed on the artificial defect in a short time. That is, it is desirable to set the distance from the surface on which the high frequency is incident, and the position is desirably the center in the depth direction.

人工欠陥の作製は、積層時には、欠陥を形成する位置に予め特定したサイズの欠陥源を導入させて脱バインダや焼成によって飛散または消失させて作製する。人工欠陥源の材質は樹脂のような有機体により作製できるが、カーボン材でも構わない。こうして人工的に形成した欠陥を有する標準試料を用いることにより、一定の欠陥サイズに対する標準エコーを得ることができ、欠陥サイズと標準エコー高さとの関係を知ることができる。   The artificial defect is produced by introducing a defect source having a size specified in advance at a position where the defect is formed and scattering or disappearing by debinding or firing. The material of the artificial defect source can be made of an organic material such as a resin, but may be a carbon material. By using a standard sample having defects artificially formed in this way, a standard echo for a certain defect size can be obtained, and the relationship between the defect size and the standard echo height can be known.

続いて、上述した本発明の積層型セラミック素子の欠陥評価法を、積層型セラミック電子部品の製造に採用することが有用である。   Subsequently, it is useful to employ the above-described defect evaluation method for multilayer ceramic elements of the present invention in the manufacture of multilayer ceramic electronic components.

即ち、本発明の積層型セラミック電子部品の製法は、(a)セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層して形成した積層体を焼成して積層型セラミック素子を形成する工程と、
(b)該積層型セラミック素子について、上記した積層型セラミック素子の欠陥評価法により、前記積層型セラミック素子を評価して、欠陥のサイズが200μm以下の欠陥7を有する積層型セラミック素子を選別する工程と、
(c)選別された前記積層型セラミック素子の表面に外部電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする。
That is, the manufacturing method of the multilayer ceramic electronic component of the present invention includes: (a) a step of firing a multilayer body formed by alternately stacking ceramic green sheets and conductor patterns to form a multilayer ceramic element;
(B) With respect to the multilayer ceramic element, the multilayer ceramic element is evaluated by the above-described defect evaluation method of the multilayer ceramic element, and the multilayer ceramic element having the defect 7 having a defect size of 200 μm or less is selected. Process,
(C) forming an external electrode on the surface of the selected multilayer ceramic element.

つまり、(a)工程において作製された積層型セラミック素子について、本評価法を適用して、大きなサイズの欠陥7を有する試料を除くことができ、結果的に、サイズが200μm以下、特に100μm以下、さらには50μm以下の欠陥7を有するもののみを選別することができ、これにより積層型セラミック素子およびこれを用いて作製される積層型セラミック電子部品を高い歩留まりで製造できる。   That is, with respect to the multilayer ceramic element produced in the step (a), the present evaluation method can be applied to remove a sample having a large-sized defect 7. As a result, the size is 200 μm or less, particularly 100 μm or less. Furthermore, only those having defects 7 of 50 μm or less can be selected, whereby a multilayer ceramic element and a multilayer ceramic electronic component produced using the multilayer ceramic element can be manufactured with a high yield.

セラミック材料として、チタン酸ジルコン酸鉛Pb(Zr,Ti)Oのセラミックスの粉末と、有機高分子からなるバインダと、可塑剤とを混合したスラリーを作製し、スリップキャステイング法によりセラミックグリーンシートを作製した。 As a ceramic material, a slurry is prepared by mixing ceramic powder of lead zirconate titanate Pb (Zr, Ti) O 3 , a binder made of an organic polymer, and a plasticizer, and a ceramic green sheet is formed by a slip casting method. Produced.

このセラミックグリーンシートの片面に導体層となる表1に示す金属を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷して導体パターンを形成した。次に、この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積層し、この積層体の上下面に、導電性ペーストを塗布していないセラミックグリーンシートを1〜10枚積層した。尚、表1中の積層数は、内部電極により挟持されたセラミック層の積層数を記載した。   A conductive pattern was formed by screen printing a conductive paste mainly composed of the metal shown in Table 1 serving as a conductive layer on one surface of the ceramic green sheet. Next, ceramic green sheets on which this conductor pattern was formed were laminated, and 1 to 10 ceramic green sheets to which no conductive paste was applied were laminated on the upper and lower surfaces of this laminate. In addition, the number of laminations in Table 1 describes the number of laminations of ceramic layers sandwiched between internal electrodes.

次に、この積層型セラミック成形体を金型内に配置し100℃ので加熱を行いながら金型加圧、または、温水CIPを行い一体化し、3mm×3mm〜20×20mmの大きさに切断した後、300℃以上で10時間の脱バインダを行い、900〜1300℃において2時間本焼成を行い、積層型圧電素子である積層型セラミック素子を得た。焼成後のセラミック層の厚みは50〜100μm、導体層厚みは2〜5μm、積層数は200〜500層とした。   Next, this multilayer ceramic molded body was placed in a mold and integrated by pressing the mold while heating at 100 ° C. or hot water CIP, and cutting into a size of 3 mm × 3 mm to 20 × 20 mm. Thereafter, the binder was removed at 300 ° C. or higher for 10 hours, and main firing was performed at 900 to 1300 ° C. for 2 hours to obtain a multilayer ceramic element as a multilayer piezoelectric element. The thickness of the fired ceramic layer was 50 to 100 μm, the conductor layer thickness was 2 to 5 μm, and the number of laminated layers was 200 to 500 layers.

得られた焼結体について、外観を加工しながら表面粗さRaを変化させ、さらに平面度を変化させた。尚、気孔率は、JISR1634に基づいて測定し、その値を記載した。   About the obtained sintered body, the surface roughness Ra was changed while the appearance was processed, and the flatness was further changed. In addition, the porosity was measured based on JISR1634, and the value was described.

また、セラミック層の構成成分としてチタン酸バリウムBaTiOを用い、また、導体層としてNiを用いて同様の方法により積層型セラミック素子として積層型セラミックコンデンサを作製した。 A multilayer ceramic capacitor was produced as a multilayer ceramic element by the same method using barium titanate BaTiO 3 as a constituent component of the ceramic layer and using Ni as the conductor layer.

一方、標準試料は、上記したチタン酸ジルコン酸鉛Pb(Zr,Ti)Oを主成分とする積層型セラミック素子を作製したのと同様の工程により、大きさが7×7×30mmの標準試料を作製した。尚、この標準試料の人工欠陥は、セラミックグリーンシートを形成する際に、有機バインダとともにアクリル球状樹脂を添加して形成した。作製した複数の標準試料について、その人工欠陥の大きさはそれぞれ20〜200μmとした。人工欠陥の形成位置は素子の中央部とした。標準試料の焼成後のセラミック層の厚み、導体層厚み、および積層数は本試料と同じとした。 On the other hand, the standard sample has a size of 7 × 7 × 30 mm 3 by the same process as that for producing the multilayer ceramic element mainly composed of lead zirconate titanate Pb (Zr, Ti) O 3 described above. A standard sample was prepared. The artificial defect of the standard sample was formed by adding an acrylic spherical resin together with an organic binder when forming the ceramic green sheet. About the produced several standard samples, the magnitude | size of the artificial defect was 20-200 micrometers, respectively. The artificial defect was formed at the center of the element. The thickness of the ceramic layer after the firing of the standard sample, the thickness of the conductor layer, and the number of laminated layers were the same as in this sample.

次に、作製した標準試料および本試料である積層型セラミック素子について、高周波顕微鏡(超音波探傷装置)を用いて欠陥サイズの測定を行った。測定は、まず、標準試料についての評価を行った。この場合、高周波顕微鏡の基盤上に、導体層に平行方向に高周波を照射するように標準試料を載置し、周波数30〜200MHzのプローブを用いて欠陥を形成した深さの位置に焦点を合わせて測定した。ビーム径は10〜100μmに設定した。   Next, the defect size was measured using the high frequency microscope (ultrasonic flaw detector) about the produced standard sample and the multilayer ceramic element which is this sample. In the measurement, first, a standard sample was evaluated. In this case, a standard sample is placed on the base of a high-frequency microscope so as to irradiate a high-frequency wave in a direction parallel to the conductor layer, and a defect is formed using a probe with a frequency of 30 to 200 MHz to focus on the depth position. Measured. The beam diameter was set to 10 to 100 μm.

続いて、本試料についての評価を行った。本試料の評価では、セラミック層の厚み方向の欠陥サイズD1とセラミック層の面内方向の欠陥サイズV1とを求めた。具体的には、表2に示す周波数の高周波プローブを用いて、素子表面から一定距離だけ離れた位置に焦点を合わせて測定を行った。抽出した全ての内部欠陥の欠陥エコーに対して、標準試料のエコー高さに対して表2に示す高さ以上のエコーを抽出し、このエコーから高周波顕微鏡評価による欠陥サイズD1、V1をそれぞれ求めた。   Subsequently, this sample was evaluated. In the evaluation of this sample, the defect size D1 in the thickness direction of the ceramic layer and the defect size V1 in the in-plane direction of the ceramic layer were determined. Specifically, using a high-frequency probe having the frequency shown in Table 2, the measurement was performed while focusing on a position away from the element surface by a certain distance. With respect to the defect echoes of all the extracted internal defects, an echo having a height higher than that shown in Table 2 with respect to the echo height of the standard sample is extracted, and defect sizes D1 and V1 obtained by high-frequency microscope evaluation are obtained from this echo. It was.

最後に、測定後の積層セラミック素子を断面研磨して、該当する欠陥を顕微鏡観察しながら実際の欠陥サイズD2、V2を測定し、前記エコーから求めた欠陥サイズとの比較を行った。

Figure 0004404622
Finally, the laminated ceramic element after the measurement was subjected to cross-sectional polishing, and the actual defect sizes D2 and V2 were measured while observing the corresponding defect under a microscope, and compared with the defect size obtained from the echo.
Figure 0004404622

Figure 0004404622
Figure 0004404622

表1、2の結果から、プローブから照射される高周波の周波数を50MHz以上とし、かつプローブを導体層に対して平行に向けて測定する本発明の欠陥評価法を用いた場合には、何れも、0.5〜1.5の範囲内であった。   From the results of Tables 1 and 2, when using the defect evaluation method of the present invention in which the frequency of the high frequency irradiated from the probe is 50 MHz or more and the probe is measured parallel to the conductor layer, In the range of 0.5 to 1.5.

特に、試料の表面粗さを2μm以下、気孔率を5%以下とし、標準試料の欠陥エコーを基準として求めた欠陥サイズは、いずれもエコーから求めた欠陥サイズと実際の欠陥サイズとの関係である、D2=(0.5〜0.8)D1およびV2=(0.8〜1.2)V1の範囲に入り、高精度の評価が行えた。   In particular, the sample surface roughness is 2 μm or less, the porosity is 5% or less, and the defect size obtained with reference to the defect echo of the standard sample is the relationship between the defect size obtained from the echo and the actual defect size. A certain range of D2 = (0.5 to 0.8) D1 and V2 = (0.8 to 1.2) V1 was entered, and highly accurate evaluation was possible.

一方、プローブから照射される高周波の周波数を同じとしても、プローブを導体層に対して垂直に向けて測定した場合には、導体層による反射波の減衰が大きくエコーから求めた欠陥サイズ正確に評価できなかった(表2では、欠陥なしと記載)。   On the other hand, even if the frequency of the high frequency emitted from the probe is the same, when the probe is measured perpendicularly to the conductor layer, the reflected wave is greatly attenuated by the conductor layer, and the defect size obtained from the echo is accurately evaluated. It was not possible (in Table 2, described as having no defects).

高周波(高周波)探傷装置の概略図である。It is the schematic of a high frequency (high frequency) flaw detector. 積層型セラミック素子を高周波(高周波)探傷する状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which carries out the high frequency (high frequency) flaw detection of a multilayer ceramic element. 試料表面に対してプローブから入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。It is the schematic which shows the advancing direction of the high frequency incident wave and reflected wave which injected from the probe with respect to the sample surface. 高周波顕微鏡の出力波形として得られる欠陥に対するエコーの模式図である。It is a schematic diagram of the echo with respect to the defect obtained as an output waveform of a high frequency microscope. 表面粗さ(Ra)を有する試料表面に対してプローブから入射した高周波の入射波および反射波の進行方向を示す概略図である。It is the schematic which shows the advancing direction of the high frequency incident wave and reflected wave which injected from the probe with respect to the sample surface which has surface roughness (Ra). 隣接する導体層の平行度および入射面の平面度が及ぼす反射波の散乱状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the scattering state of the reflected wave which the parallelism of an adjacent conductor layer and the flatness of an incident surface exert. 導体層により狭持されたセラミック層の内部に存在する空隙の拡大図である。It is an enlarged view of the space | gap which exists in the inside of the ceramic layer pinched by the conductor layer. 標準試料のエコー高さEHstd1を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをD1とし、実際の欠陥サイズをD2としたときの関係図である。FIG. 4 is a relationship diagram when the defect size in the thickness direction of the ceramic layer of this sample obtained with reference to the echo height EHstd1 of the standard sample is D1, and the actual defect size is D2. 標準試料のエコー高さEHstd1を基準として求めた本試料のセラミック層の厚み方向の欠陥サイズをV1とし、実際の欠陥サイズをV2としたときの関係図である。It is a relationship figure when the defect size of the thickness direction of the ceramic layer of this sample calculated | required on the basis of the echo height EHstd1 of a standard sample is set to V1, and an actual defect size is set to V2.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・セラミック層
3・・・導体層
5・・・積層型セラミック素子
7・・・欠陥
9・・・プローブ
EHstd・・・標準試料のエコー高さ
DVstd・・・標準試料の実際の欠陥サイズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ceramic layer 3 ... Conductor layer 5 ... Multilayer ceramic element 7 ... Defect 9 ... Probe EHstd ... Echo height DVstd of standard sample ... Actual defect of standard sample size

Claims (9)

セラミック層と導体層とが交互に積層された積層型セラミック素子の内部に存在する欠陥に対して、プローブから高周波を照射し、その反射波を検出して測定されるエコー信号の大きさから前記欠陥のサイズを評価する積層型セラミック素子の欠陥評価法であって、前記プローブから照射される高周波の周波数を50MHz以上とし、かつ前記プローブを前記導体層に対して平行に向けたことを特徴とする積層型セラミック素子の欠陥評価法。 From the magnitude of the echo signal measured by irradiating a high frequency from a probe to a defect existing inside a multilayer ceramic element in which ceramic layers and conductor layers are alternately stacked, and detecting the reflected wave A defect evaluation method for a multilayer ceramic element for evaluating the size of a defect, characterized in that a frequency of a high frequency irradiated from the probe is 50 MHz or more and the probe is directed parallel to the conductor layer. For evaluating defects in multilayer ceramic elements. 導体層数が200層以上であることを特徴とする請求項1に記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。 2. The defect evaluation method for a multilayer ceramic element according to claim 1, wherein the number of conductor layers is 200 or more. 積層厚みが導体層の最大幅よりも大きいことを特徴とする請求項1または2に記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。 3. The defect evaluation method for a multilayer ceramic element according to claim 1, wherein the multilayer thickness is larger than the maximum width of the conductor layer. エコー信号は、セラミック層の入射方向から見た表面領域を除く深さ方向全体を検出したものであることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。 4. The method for evaluating defects in a multilayer ceramic element according to claim 1, wherein the echo signal is obtained by detecting the entire depth direction excluding the surface region viewed from the incident direction of the ceramic layer. . 欠陥サイズの評価は、
(a)大きさが既知の欠陥を人工的に形成した積層型セラミック素子を標準試料とし、該標準試料中の欠陥Vstdに対する標準的なエコー高さEHstdを測定し、次に、この標準的なエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係を求める工程と、
(b)本試料である積層型セラミック素子中の欠陥Vsampについて測定したエコー高さが標準試料のエコー高さEHstdの10%以上のものを抽出して、(a)で求めた標準試料のエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係から、本試料の欠陥Vsampの大きさDVsampを求める工程と、を具備することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。
Defect size assessment is
(A) Using a multilayer ceramic element in which a defect having a known size is artificially formed as a standard sample, a standard echo height EHstd with respect to the defect Vstd in the standard sample is measured. Determining the relationship between the echo height EHstd and the actual defect size DVstd;
(B) The standard sample echo obtained in (a) is extracted when the echo height measured for the defect Vsamp in the multilayer ceramic element as the sample is 10% or more of the echo height EHstd of the standard sample. The method of obtaining the magnitude DVsamp of the defect Vsamp of the present sample from the relationship between the height EHstd and the actual defect size DVstd. Defect evaluation method for multilayer ceramic elements.
標準試料のエコー高さEHstdと、実際の欠陥の大きさDVstdとの関係が、DVstd/EHstd=0.5〜1.5であることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。 6. The relationship between the echo height EHstd of the standard sample and the actual defect size DVstd is DVstd / EHstd = 0.5 to 1.5. Defect evaluation method for multilayer ceramic elements. 欠陥のサイズが200μm以下のセラミック層について評価することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。 The method for evaluating a defect of a multilayer ceramic element according to any one of claims 1 to 6, wherein a ceramic layer having a defect size of 200 µm or less is evaluated. セラミック層は、表面粗さ(Ra)が2μm以下、気孔率が5%以下であることを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法。 The method for evaluating defects in a multilayer ceramic element according to any one of claims 1 to 7, wherein the ceramic layer has a surface roughness (Ra) of 2 µm or less and a porosity of 5% or less. (a)セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層して形成した積層体を焼成して積層型セラミック素子を形成する工程と、
(b)該積層型セラミック素子について、請求項1乃至8のうちいずれか記載の積層型セラミック素子の欠陥評価法により、前記積層型セラミック素子を評価して、欠陥のサイズが200μm以下の欠陥を有する積層型セラミック素子を選別する工程と、
(c)選別された前記積層型セラミック素子の表面に外部電極を形成する工程と、を具備することを特徴とする積層型セラミック電子部品の製法。
(A) firing a laminate formed by alternately laminating ceramic green sheets and conductor patterns to form a multilayer ceramic element;
(B) About the multilayer ceramic element, the multilayer ceramic element is evaluated by the multilayer ceramic element defect evaluation method according to any one of claims 1 to 8, and a defect having a defect size of 200 μm or less is detected. A step of selecting a laminated ceramic element having,
And (c) forming an external electrode on the surface of the selected multilayer ceramic element, and producing a multilayer ceramic electronic component.
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