JPH02224311A - 積層型セラミックス電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はセラミックス電子部品の中で積層構造を有する
電子部品、例えば積層型セラミックスコンデンサ、積層
型圧電アクチュエータ、Ｗｔ層型バリスタ等の製造方法
に関する。

［従来の技術］ 積層型セラミックス電子部品は一般に第８図に記載する
ようにセラミックス層（２１）と内部電極層（２２）が
交互に積層されており、内部型８ｉ！１（２２）が１層
おきに外部電極（２３）と電気的に接続された構造を有
している。第８図から分かるように、積層型セラミック
ス電子部品は内部？Ｉ！　ｉ　（２２）を１層おきに外
部環［ｉ　（２３）と接続しなければならないため、セ
ラミックスの一部に内部電極のないマージン部分（２４
）を設けて外部電極（ｚ３）と内部電極（２ｚ）が１層
おきに接続する構造になっている。

このような積層型セラミックス部品の構造は部品形状が
小さくなってくると、部品中に占める電気的に不活性な
マージン部分（２４）の面積が増大し、有効な内部電極
（２２）の面積が少なくなる。また、マージン部分をあ
る程度より小さくすることは製造時の位置合わせの技術
からして非常に困難であるため、電気的に不活性なマー
ジン部分く２４）のほとんどない積層型セラミックス電
子部品の製造は非常に困難である。

［発明が解決しようとする課題］ これに対して、近年、電子機器の軽薄短小化技術の進歩
、ハイブリッドＩＣ技術の進歩に伴いより小型、より高
密度の電子部品が求められている。

従って、本発明の目的は積層型セラミックス電子部品を
製造する工程において、内部電極と外部電極を接続する
際に、側面に露出した内部電極層に選択的な電気メッキ
処理を施した後、絶縁体層を形成する積層型セラミック
ス電子部品の製造方法を提供するにある。特に、内部電
極間隔が７０ミクロン以下の超小型の積層型セラミック
ス電子部品の製造方法として、７０ミクロン以下の内部
Ｔｒｉ極間隔をもつ積層焼結体においても、内部電極層
を外部電極層と１層おきに接続することができ、内部電
極間隔７０ミクロン以下の積層体において有効内部電極
が非常に大きく、電気的に不活性なマージン部分がほと
んど存在しない超小型、高密度のｍ層型電子部分が製造
できる製造方法として有効な方法を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は内部電極層を１層おきに外部電極と
接続してなる積層型セラミックス電子部品の製造方法に
おいて、内部電極層を印刷したセラミックスグリーンシ
ートを、内部電極層が１層おきに相対する側面に露出す
るように所定枚数積層し、焼結して積層焼結体を得、得
られた積層焼結体の相対する側面に１層おきに露出して
いる各内部電極層を電気メッキ用外部電極により接続し
、まず、一方の該電気メッキ用外部電極を陽極とし、他
方の電気メッキ用外部電極を陰極として電気メッキ用外
部電極が不在の積層焼結体の一方の側面に電気メッキを
施すことにより陰極と接続されている内部電極に電気メ
ッキを施し且つ陽極と接続されている内部電極を除去し
て溝部を得、次に、該電気メッキ用外部電極の陽極と陰
極を交換して電気メッキ用外部電極が不在の積層焼結体
の他方の側面に電極メッキを施すことにより陰極と接続
されてい、る内部電極に電気メッキを施し且つ陽極と接
続されている内部電極を除去して溝部、を得、次に、得
られた溝部に絶縁体層を形成し、絶縁体層を有する側面
に対して垂直方向に積層焼結体を所定の寸法に切断し、
絶縁体を有する相対する側面の内部電極をＩＭおきに外
部電極と接続することを特徴とする積層型セラミックス
電子部品の製造方法に係る。

また、本発明は内部電極材料として電気メッキ可能な金
属材料を使用し、電気メッキ溶液として内部電極材料と
同じ金属材料を含む電気メッキ溶液を用いる方法に係る
。

更に、本発明は内部電極材料として銀の含有量が５０モ
ル％以上の銀−パラジウムを使用し、電気メッキ溶液と
して銀電気メッキ溶液を使用する方法に係る。

更に、本発明は内部電極材料としてニッケル及び銅を使
用し、電気メッキ溶液としてそれぞれニッケル電気メッ
キ溶液及び銀電気メッキ溶液を使用する方法に係る。

［作　用］ 以下、本発明の頂層型セラミックス電子部品の製造方法
を図を追って説明する。

まず、電子セラミックスとして好適な性能を有するセラ
ミックスのグリーンシート（厚さ１０〜１００ミクロン
程度）に内部電極を印刷する。ここで、内部ｘｊＪｉｉ
層の印刷方法は慣用の方法のいずれによるものであって
もよい、内部電極層の厚さは通常５〜１５ミクロン程度
である。また、内部電極層の材質は後の電気メッキ処理
時に電気メッキ溶液中で陽極反応で溶解し、陰極反応で
析出する金属であれば特に限定されるものではない。

電気メッキ溶液として銀電気メッキ溶液を使用する場合
には、内部電極に使用する銀−パラジウム材料中の銀含
有量を５０モル％以上とする必要がある。内部電極の銀
の含有量が５０モル％未満の内部電極では銀電気メッキ
溶液を使用して電気メッキ処理を行っても絶縁が充分に
とれる寸法の溝部が形成されないために好ましくない。

次に、内部電極層（２）を印刷したセラミックスのグリ
ーンシート（１）を所定の適当な大きさに切断し、加熱
圧着し、第１図に示すように内部電極層（２）が１層お
きに相対する側面に露出する形状の積層体を作製する。

得られた積層体を脱脂、焼成し、得られた積層焼結体の
内部電極が露出するように四側面を軽く研摩する。

次に、第２図に示すように前記積層焼結体の内部電極層
（２）が１層おきに露出している相対する側面に銀ベー
ス１〜を焼き付けて電気メッキ用外部電極り３）とする
。

次に、電気メッキ用外部電極（３）を設置した積層焼結
体に電気メッキ処理を施す。

第３図に示すような電気メッキ装置内に第２図に示す形
状を有する積層焼結体（４）を装填し、該積層焼結体の
電気メッキしたい一方の内部電極層側を電気メッキ溶液
に浸漬する。なお、予め、電気メッキ処理の不用な電気
メッキ用外部電極とその周辺及び他方の内部電極側は有
機値ｆ［などで絶縁被覆（１０）を施しておく必要があ
る（第４図参照）。

電気メッキ用外部電極の一方を正電圧、他方を負電圧に
なるように電源を接続して電気メッキ処理を行なう。正
電圧と接続している内部電極では、陽極反応が起こって
内部電極の溶解が生じて溝部が形成させ、負電圧と接続
している内部電極では１１２ｉ％反応が起きて金属が析
出して突起電極が形成される。第５図は一方の側面を電
気メッキ処理した後の積層焼結体を示すものである。正
電圧と接続した電気メッキ用外部電極（３）に接続する
内部電極Ｎ（２）のみが除去されて溝部（１１）が得ら
れ、負電圧と接続した電気メッキ用外部電極（３）に接
続する内部電極ｒｇ（２）には金属が析出して突起電極
（１２）が形成される。

次に、電気メッキを施した側面を有機塗料などで絶縁被
覆処理した後、反対側の側面の絶縁、被覆を除去し、電
気メッキを施す。先に、正電圧を印加した電気メッキ用
外部電極（３）を負電圧に接続し、先に負電圧を印加し
た電気メッキ用外部電極（３）を正電圧に接続し、上述
と同様に処理し、突起電極及び溝部を得る。なお、突起
型ｉ　（１２）の高さ及び溝部（１１）の深さは電気メ
ッキの条件を選択することにより所定の寸法とすること
ができる。

このようにして両側面に電気メッキ処理された積層焼結
体は１層おきに内部電極層（２）が所定の深さに除去さ
れ、溝部（１１）が形成されており、更に、溝部のない
内部電極には突起電極が形成されている。次に、この溝
部（１１）にエポキシ樹脂等の絶縁物質が含浸するよう
に絶縁被覆を施し、硬化させて絶縁体１　（１３）を得
る。

次に、絶縁体１１　（１３）を有する側面を研摩して外
部型＆　（１４）と接続したい内部電極の突起電極（１
２）を露出させる。その後、第６図に点線で示す切断ラ
イン（Ａ）に沿って切断して必要な大きさの積層体を得
る。この積層体の外部電極（１４）は内部Ｔ、極層（２
）の突起電極（１２）が１層おきに露出している相対す
る側面にペースト、蒸着などで新たに形成し、エポキシ
樹脂などで外装すれば第７図に示すように積層型セラミ
ックス電子部品を得ることができる。

本発明では積層型セラミックス電子部品を製造する工程
において、内部電極（２）を１層おきに外部ｉ！１（６
）と接続する際に、絶縁体層（１３）を形成するにあた
って内部電極層（２）を１層おきに電気メッキ処理によ
り除去し、また、外部電極と接続したい内部電極に突起
電極を形成することができるので、特に、内部電極間隔
が７０ミクロン以下と非常に薄くなっても精度良く、ま
た正確に絶縁体層（１３）を簡単に形成することができ
、内部電極（２）と外部電極（１４）間において短絡ま
たは導通不良ということなしに内部電極（２）と外部電
極（１４）を１層おきに接続することができる。

内部電極層（２）の除去は機械的な加工によることもで
きるが、部品の小型化、積層枚数の増加、内部電極層（
２）の薄層化が進むと、加工精度及び加工コストの問題
から実用的でなくなる。その点、本発明による電気メッ
キ処理による方法は内部電極材料と同じ金属材料を含有
する電気メッキ溶液を使用することで除去したい電極が
選択的に且つ同時に除去でき、接続したい内部電極上に
突起電極を設けることができ、しかも、内部電極層（２
）の数、厚みに工程数が依存しないので、工業的な利用
価値が高い。

［実　施　例］ 以下に実施例を挙げて本発明の積層型セラミック電子部
品の製造方法を更に説明する。

え１１Ｌ まず、コンデンサ用材料として好適である（Ｐｂ、Ｂａ
）（Ｍｇ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏｓ系セラミックス粉体
を、サンドミルで粉砕して１ミクロン以下の粒径にする
。この粉末にバインダー、分散剤、活性剤、消泡剤を加
えて真空脱泡したのち、ドクターブレード法を用いグリ
ーンシートを作製した。

得られたグリーンシートの厚みは４０ミクロンであった
。このシート上に、スクリーン印刷法を用いて内部電極
層（銀−パラジウム）を印刷した。

次に、５Ｘ１４ｓ＋ｍの大きさに切断後、３０枚積層し
、加熱圧着し、脱脂し、１１００”Ｃで焼成して積層焼
結体を得た。このとき積層焼結体の内部電極間隔は２５
ミクロンであり、内部電極の厚みは５ミクロンであった
。この積層焼結体の西側面を軽く研摩し、内部電極層を
露出させた後、第２図に示すように銀ペーストを焼き付
けて電気メッキ用外部電極を形成した。この積層焼結体
の電気メッキ処理したい内部電極層側を銀電気メッキ溶
液中に浸漬し、電気メッキ処理を行なった。銀電気メッ
キ溶液中に浸漬して電気メッキ処理を行なった。

銀電気メッキ溶液には高純度化学製銀メッキ液Ｓ−，７
００Ｅ　Ｃを使用し、液温２ｖで２分間の電気メッキ処
理を行なった。この結果、２分間で厚さ５ミクロンの内
部電極層が３０ミクロンの深さで除去でき、突起電極の
高さは１０ミクロンであった。この側面に絶縁処理を施
した後、反対側についても同様の操作により電気メッキ
処理を施した。

次に、内部電極層を除去した後の溝部にエポキシ樹脂を
含浸するよう絶縁体層を形成し、軽く研摩し、第６図に
示すように切断後、新たな外部電極を形成し、エポキシ
樹脂で外装して縦２ａｎＸｉｉ３ｍａＸ高さ１麟醜の積
層セラミックスコンデンサを得た。

このようにして作製された積層コンデンサの電気特性を
調べたところ、第１表に示す結果が得られた。内部電極
材料中の銀の含有量が５０モル％以上のものは絶縁抵抗
が１０ＭΩ以上であり、充分に絶縁されていること、ま
た、コンデンサとしての機能も従来の方法により作製さ
れたコンデンサと何ら変わらないことが分がった。一方
、銀の含有量が５０モル％未満のものは絶縁が充分でな
いことが分がっな。

第−」−一１− ８０／２０　　０．２５　　　２　　　１００Ｍ以上７
０／３０　　０．２５　　　２　　　１００Ｍ以上６０
／４０　　０．２５　　　２　　　５０Ｍ以上５０１５
０　　０．２７　　　３　　　１０８以上４０／６０　
　　−一−−短絡 ３０／７０　　−−−一　　　−短緒 まず、圧電アクチュエータ用材料として好適であるＰ　
ｂ（Ｚ　ｒ、Ｔ　ｉ　）　０３に第３成分として複合へ
ロブスカイト化合物を加え、ストロンチウムで変性した
セラミックス粉体を、サンドミルで粉砕して１ミクロン
以下の粒径にする。この粉末にバインダー、分散剤、活
性剤、消泡剤を加えて真空脱泡した後、ドクターブレー
ド法を用いてグリーンシートを作製した。

得られたグリーンシートの厚みは５５ミクロンであった
。このシート上にスクリーン印刷法を用いて内部電８ｉ
ｉＮｉ（銀−パラジウム、Ａｇ／Ｐｄ−７０／３０）を
印刷した０次に、７Ｘ１４ｍｍの大きさに切断後、７０
枚績層し、加熱圧着し、脱脂し、１１４０℃で焼成して
積層焼結体を得た。このとき積Ｎ焼結体の内部電極間隔
は３５ミクロンであり、内部電極の厚みは５ミクロンで
あった。

この焼結体の四側面を軽く研摩して内部電極層を露出さ
せた後、第２図に示すように銀ペーストを焼き付けて電
気メッキ用外部電極を形成した。このｍ層焼結体を電気
メッキ装置に入れ、５分間の電気メッキ処理を行なった
。この結果、５分間で厚さ５ミクロンの内部を極層が２
５ミクロンの深さで除去でき、突起電極が１０ミクロン
の高さに析出した０次に、反対側についても同様の操作
により内部電極層を除去し、突起電極を形成した。

次に、内部電極層を除去した後の溝部にエポキシ樹脂を
含浸し、硬化させた絶縁体層を形成し、軽く研摩し、第
６図に示すように切断後、新たな外部電極を形成し、エ
ポキシ樹脂で外装して縦３−―×横３ｍｍＸ高さ５１の
積層型圧電アクチュエータ素子を得た。

このようにして作製された圧電アクチュエータ素子の絶
縁抵抗を調べたところ１００ＭΩ以上あり、充分に絶縁
されていること、また、変位を測定したところ２４Ｖで
２ミクロン変位し、充分変位することが分かった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明により７０ミクロン以下の
内部電極間隔をもつ積層焼結体においても、内部電極層
を外部電極層と１層おきに接続することができ、内部電
極間隔７０ミクロン以下の積層体において有効内部電極
の面積が非常に大きく、電気的に不活性なマージン部分
がほとんど存在しない超小型、高密度の積層型セラミッ
クス電子部品が製造できる。

また、内部電極材料としては電気メッキ可能な銅、ニッ
ケルの金属を使用してｍＭ焼結体を作製し、それぞれ銅
、ニッケルの・電気メッキ溶液を使用すれば本発明が実
施できることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はセラミックスグリーンシートを積層し、真空加
熱圧着を行なって作製した積層体を示す図であり、第２
図は電気メッキ用外部電極を形成した後の積層焼結体を
示す図であり、第３図は電気メッキ装置を示す図であり
、第４図は電気メッキ処理を行なうときのｆｉ！焼結体
を示す図であり、第５図は電気メッキ処理を行なった後
の積層焼結体の断面を示す図であり、第６図は電気メッ
キ処理を行なった後の積層焼結体及び切断箇所を示す図
であり、第７図は新たな外部電極を形成した後の積層焼
結体を示す図であり、第８図は従来の積層型セラミック
ス電子部品を示す図である。 図中、１・・・セラミックス層、２・・内部電極層、３
・・・電気メッキ用外部電極、４・・・積層焼結体、５
・・・電気メッキ用電源、６・・・電流計、７・・・電
気メッキ溶液、８・・・電気メッキ槽、９・・・空気撹
拌機、１０・有機塗料等による絶縁被覆、１１・・・溝
部、１２・・・突起電極、１３・・・絶縁体、１４・・
・外部電極、２１・・・セラミックス層、２２・・・内
部電極層、２３・・・外部電極、２４・・・マージン部
分、Ａ・・・切断ライン。 第２図 第６図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．　内部電極層を１層おきに外部電極と接続してなる
   積層型セラミックス電子部品の製造方法において、内部
   電極層を印刷したセラミックスグリーンシートを、内部
   電極層が１層おきに相対する側面に露出するように所定
   枚数積層し、焼結して積層焼結体を得、得られた積層焼
   結体の相対する側面に１層おきに露出している各内部電
   極層を電気メッキ用外部電極により接続し、まず、一方
   の該電気メッキ用外部電極を陽極とし、他方の電気メッ
   キ用外部電極を陰極として電気メッキ用外部電極が不在
   の積層焼結体の一方の開面に電気メッキを施すことによ
   り陰極と接続されている内部電極に電気メッキを施し且
   つ陽極と接続されている内部電極を除去して溝部を得、
   次に、該電気メッキ用外部電極の陽極と陰極を交換して
   電気メッキ用外部電極が不在の積層焼結体の他方の側面
   に電極メッキを施すことにより陰極と接続されている内
   部電極に電気メッキを施し、且つ陽極と接続されている
   内部電極を除去して溝部を得、次に、得られた溝部に絶
   縁体層を形成し、絶縁体層を有する側面に対して垂直方
   向に積層焼結体を所定の寸法に切断し、絶縁体層を有す
   る相対する側面の内部電極を１層おきに外部電極と接続
   することを特徴とする積層型セラミックス電子部品の製
   造方法。
2. ２．　内部電極の材料として電気メッキ可能な金属材料
   を使用し、電気メッキ溶液として内部電極材料と同じ金
   属材料を含む電気メッキ溶液を用いる請求項１記載の方
   法。
3. ３．　内部電極の材料として銀の含有量が５０モル％以
   上の銀−パラジウムを使用し、電気メッキ溶液として銀
   電気メッキ溶液を使用する請求項２記載の方法。
4. ４．　内部電極の材料としてニッケル及び銅を使用し、
   電気メッキ溶液としてそれぞれニッケル電気メッキ溶液
   及び銅電気メッキ溶液を使用する請求項２記載の方法。
5. ５．　積層型セラミックス電子部品が積層型セラミック
   スコンデンサ、積層型圧電アクチュエータ素子または積
   層型バリスタである請求項１ないし４のいずれか１項記
   載の方法。