JP2003249416A

JP2003249416A - 積層セラミックコンデンサの製造方法および積層セラミックコンデンサ

Info

Publication number: JP2003249416A
Application number: JP2002046026A
Authority: JP
Inventors: Koji Hattori; 康次服部
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】高い良品率をもって、大容量化および信頼性
の向上が図られた積層セラミックコンデンサを製造する
方法を提供する。【解決手段】複数の誘電体セラミックグリーン層２２
と、薄膜形成法によって形成された金属箔状の複数の内
部電極３，４とを備える、生の積層体２１を作製し、生
の積層体２１を積層方向に挟むように、誘電体セラミッ
クグリーン層２２に含まれる誘電体セラミック原料粉末
の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含む収縮抑制
層２３，２４を生の積層体２１の外表面上に形成し、生
の積層体２１を、収縮抑制層２３，２４とともに、誘電
体セラミック原料粉末の焼結温度で焼成し、それによっ
て、積層セラミックコンデンサに備える部品本体として
の積層体５を得る。積層体５から収縮抑制層２３，２４
を除去した後、積層体５の端面６，７上に外部電極を形
成し、積層セラミックコンデンサを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、積層セラミック
コンデンサの製造方法およびこの製造方法によって製造
された積層セラミックコンデンサに関するもので、特
に、薄膜形成法によって形成された金属箔状の内部電極
を備える積層セラミックコンデンサの製造方法および積
層セラミックコンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミックコンデンサの小型化、大
容量化および低価格化への要求に応えるため、そこに備
える誘電体セラミック層の厚みについては３μｍ近くま
で薄層化が進行し、また、誘電体セラミック層間の界面
に沿って形成される内部電極のための材料としては、Ｃ
ｕ、Ｎｉなどの卑金属が使用されるようになってきてい
る。最近では、誘電体セラミック層の薄層化はさらに進
行し、その厚みが１μｍ程度のものも開発されている。

【０００３】また、大容量化への対応として、静電容量
を取得するための内部電極の積層数を増やすことも行な
われている。この場合、積層セラミックコンデンサにお
いて、一般に、内部電極が存在する部分は、内部電極が
存在しない部分に比べて、より厚くなる傾向が現れる
が、上述のように内部電極の積層数を増やすほど、内部
電極が存在する部分においてより厚くなる傾向がより顕
著に現れる。このことは、誘電体セラミック層および内
部電極からなる積層構造を有する積層体に歪みを生じさ
せる結果となり、この歪みを低減するためには、内部電
極をより薄くする必要がある。

【０００４】通常、内部電極は、金属粉を分散させたペ
ーストを用い、スクリーン印刷法によって形成される。
しかしながら、このようなスクリーン印刷法を用いて、
厚みの薄い内部電極を形成しようとすると、積層体の焼
成工程において、いわゆる電極切れが多発し、そのた
め、取得静電容量が設計値より減少するという問題を招
く。このことから、スクリーン印刷法では、内部電極の
厚みを薄くすることには限界がある。

【０００５】また、スクリーン印刷法で用いる金属粉ペ
ーストは、金属粉と樹脂（バインダ）と有機溶剤との混
合物であるため、内部電極の印刷後の物理的な厚みは、
焼成後の内部電極の厚みすなわち金属成分のみの厚みに
比べて、２〜３倍であり、内部電極の厚みによる歪みを
緩和することが困難である。

【０００６】このような問題に対処するため、内部電極
として、薄膜形成法によって形成された金属箔状の金属
膜を用いることが行なわれている。この金属箔状の内部
電極によれば、その物理的厚みは金属成分のみの厚みと
実質的に等しくなり、内部電極の厚みによる歪みは大幅
に改善される。また、前述したように、金属粉ペースト
をスクリーン印刷することによって得られた内部電極の
場合には、分散性の問題があるが、薄膜形成法による金
属膜からなる内部電極の場合には、その問題が全くな
く、その点においても、金属成分の厚みをより薄くする
ことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】積層セラミックコンデ
ンサに備える部品本体としての積層体は、通常、その積
層方向の中間部において、複数の誘電体セラミック層と
複数の内部電極とが交互に積層されながら、積層方向の
端部すなわち外層部分では、誘電体セラミック層のみが
積層された構造を有している。

【０００８】前述したように、薄膜形成法によって形成
された金属膜には、その厚みがたとえば１μｍ以下であ
っても、ピンホール等の欠陥がほとんどない。そのた
め、上述した積層体を得るため、生の積層体を焼成する
と、誘電体セラミック層となる誘電体セラミックグリー
ン層の部分では収縮するが、内部電極の部分では収縮し
ないため、積層体における内部電極が分布する中間部分
と内部電極が存在しない外層部分との間で収縮挙動が異
なり、それが原因となって、積層体においてクラック等
が発生するという問題がある。

【０００９】そこで、この発明の目的は、上述のような
問題を解決しながら、小型化かつ大容量化を図れ、また
信頼性の高い積層セラミックコンデンサを製造するため
の方法およびこの製造方法によって製造された積層セラ
ミックコンデンサを提供しようとすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る積層セラ
ミックコンデンサの製造方法は、上述した技術的課題を
解決するため、次のような構成を備えることを特徴とし
ている。

【００１１】まず、誘電体セラミック原料粉末を含む複
数の積層された誘電体セラミックグリーン層と、誘電体
セラミックグリーン層間の特定の複数の界面に沿って薄
膜形成法によって形成された金属箔状の複数の内部電極
とを備える、生の積層体が作製される。

【００１２】また、生の積層体を積層方向に挟むよう
に、誘電体セラミック原料粉末の焼結温度では焼結しな
い無機材料粉末を含む収縮抑制層が生の積層体の外表面
上に形成される。

【００１３】そして、生の積層体を、収縮抑制層ととも
に、誘電体セラミック原料粉末の焼結温度で焼成する工
程が実施される。

【００１４】好ましくは、焼成工程の後、収縮抑制層が
除去される。すなわち、収縮抑制層は、電気特性に影響
がなければ、必ずしも除去する必要はないが、寸法上、
除去した方が好ましい。

【００１５】内部電極間に介在する誘電体セラミックグ
リーン層は、焼成工程の後、１．５μｍ以下の厚みとな
る厚みを有していることが好ましい。

【００１６】誘電体セラミック原料粉末の平均粒径は５
０〜２５０ｎｍであることが好ましい。

【００１７】内部電極は、焼成工程の前において、０．
８μｍ以下の厚みを有していることが好ましい。

【００１８】内部電極は、好ましくは、蒸着、スパッタ
リング、電気めっきおよび化学めっきのうちの少なくと
も１つの方法によって形成される。

【００１９】好ましくは、内部電極は卑金属を含む。

【００２０】この発明は、また、上述したような製造方
法によって製造された、積層セラミックコンデンサにも
向けられる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる積層セラミックコンデンサ１の断面を図解的に示し
ている。

【００２２】積層セラミックコンデンサ１は、複数の積
層された誘電体セラミック層２と、誘電体セラミック層
２間の特定の複数の界面に沿って形成された複数の内部
電極３および４とを含む、部品本体としての積層体５を
備えている。

【００２３】内部電極３および４は、積層体５の外表面
にまで到達するように形成される。より詳細には、積層
体５の一方の端面６にまで引き出される内部電極３と他
方の端面７にまで引き出される内部電極４とが、静電容
量を形成するように、積層体５の内部において、誘電体
セラミック層２を介して交互に配置されている。

【００２４】内部電極３および４は、積層体５の積層方
向における中間部に分布するように配置され、積層体５
の積層方向における両端部すなわち外層部分８および９
には、内部電極が形成されていない。

【００２５】また、内部電極３および４は、金属箔状で
あり、薄膜形成法によって形成された金属膜をもって構
成される。内部電極３および４を構成する金属として
は、たとえば、ＣｕまたはＮｉのような安価な卑金属が
好適に用いられる。

【００２６】前述した静電容量を取り出すため、積層体
５の外表面上であって、端面６および７上には、内部電
極３および４のいずれか特定のものに電気的に接続され
るように、外部電極１０および１１がそれぞれ形成され
ている。外部電極１０および１１は、たとえば、Ｂ₂Ｏ
₃−Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂−ＢａＯ系ガラスフリットを含
有するＡｇペーストを塗布し、これを還元性雰囲気中に
おいて焼き付けることによって形成される。

【００２７】外部電極１０および１１上には、必要に応
じて、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｕ合金等からなる第１のめ
っき層１２および１３がそれぞれ形成され、さらにその
上には、半田、Ｓｎ等からなる第２のめっき層１４およ
び１５がそれぞれ形成される。

【００２８】このような積層セラミックコンデンサ１、
特に積層体５を製造するため、図２（１）、（２）およ
び（３）に示す各工程が順次実施される。

【００２９】まず、図２（１）に示すように、生の積層
体２１が作製される。生の積層体２１は、焼成されるこ
とによって、前述の積層体５となるべきものであって、
誘電体セラミック原料粉末を含む複数の積層された誘電
体セラミックグリーン層２２と、誘電体セラミックグリ
ーン層２２間の特定の複数の界面に沿って形成された複
数の内部電極３および４とを備えている。誘電体セラミ
ックグリーン層２２は、焼成されることによって、前述
の誘電体セラミック層２となるべきものである。

【００３０】誘電体セラミックグリーン層２２に含まれ
る誘電体セラミック原料粉末としては、たとえば、チタ
ン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）系のものが用いられる。
この場合、チタン酸バリウムは、Ａサイト原子（Ｂａ）
とＢサイト原子（Ｔｉ）との比（Ａ／Ｂ比）が１のもの
のみならず、使用の目的に応じて、たとえば０．９５〜
１．０５のように、Ａ／Ｂ比を変化させたチタン酸バリ
ウムであってもよく、特に非還元性の誘電体セラミック
を得るためには、Ａ／Ｂ比が１．０００〜１．０３５の
範囲にあることが好ましい。

【００３１】また、上述のチタン酸バリウム系の誘電体
セラミック原料粉末には、必要とされる特性に応じて、
希土類元素、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉなどを添加
したり、より低温で焼結させるために、Ｓｉ、Ｂ、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｌｉなどを含む焼結助剤が添加されている。

【００３２】内部電極３および４は、前述したように、
薄膜形成法によって形成された金属箔状の金属膜によっ
て与えられる。このような内部電極３および４を形成す
るための薄膜形成法としては、好ましくは、蒸着、スパ
ッタリング、電気めっきまたは化学めっきが適用され、
必要に応じて、これら２つ以上の方法が併用されてもよ
い。

【００３３】また、同じく図２（１）に示すように、生
の積層体２１を積層方向に挟むように、収縮抑制層２３
および２４が生の積層体２１の外表面上に形成される。
収縮抑制層２３および２４は、前述した誘電体セラミッ
ク原料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉末を含
んでいる。誘電体セラミック原料粉末として、前述した
ように、チタン酸バリウム系のものが用いられる場合、
収縮抑制層２３および２４に含まれる無機材料粉末とし
ては、たとえば、アルミナ、酸化ジルコニウム、窒化ア
ルミニウム、ムライト等の粉末を用いることができる。

【００３４】図２（１）に示すような生の積層体２１な
らびに収縮抑制層２３および２４からなる複合構造物
は、通常、次のような方法によって作製される。

【００３５】誘電体セラミックグリーン層２２となる誘
電体セラミックグリーンシートが用意される。誘電体セ
ラミックグリーンシートは、セラミック原料粉末に、有
機バインダおよび有機溶剤からなる有機ビヒクルならび
にその他の必要な添加剤を添加し、これらを混合するこ
とによって、セラミックスラリーを作製し、このセラミ
ックスラリーをドクターブレード法等を用いてシート状
に成形することによって得ることができる。

【００３６】次に、内部電極３および４となる金属膜
が、適当なキャリアフィルム上で、薄膜形成法によって
形成され、パターニングされた後、上述した誘電体セラ
ミックグリーンシート上に転写される。

【００３７】他方、収縮抑制層２３および２４となる無
機材料グリーンシートが用意される。無機材料グリーン
シートは、前述した誘電体セラミックグリーンシートの
場合と実質的に同様の方法を適用しながら、無機材料粉
末を含む無機材料スラリーを作製し、これをドクターブ
レード法等を用いてシート状に成形することによって得
ることができる。

【００３８】次に、内部電極３および４となる金属膜が
形成された複数の誘電体セラミックグリーンシートが積
層されるとともに、その積層方向における各端部に金属
膜が形成されていない所定枚数の誘電体セラミックグリ
ーンシートを積層し、それによって生の積層体２１が得
られる。また、この生の積層体２１を積層方向に挟むよ
うに、無機材料グリーンシートが積層され、収縮抑制層
２３および２４が生の積層体２１の外表面上に形成され
る。

【００３９】その後、積層方向にプレスされた後、所定
の寸法にカットされることによって、図２（１）に示し
た複合構造物が得られる。

【００４０】次に、上述の複合構造物、すなわち、収縮
抑制層２３および２４によって挟まれた生の積層体２１
が、誘電体セラミック原料粉末を焼結させ得る温度で焼
成される。この焼成後の状態が、図２（２）に示されて
いる。図２（２）には、生の積層体２１を焼結させるこ
とによって得られた焼結後の積層体５、ならびにこれを
挟む収縮抑制層２３および２４が図示されている。

【００４１】上述した焼成工程において、金属箔状の内
部電極３および４は実質的に収縮しないが、誘電体セラ
ミックグリーン層２２は、有機バインダ等の有機成分を
含んでいるため、金属箔状の内部電極３および４と比較
して、焼成時の収縮量が大きい。しかしながら、生の積
層体２１において、内部電極３および４が配置されてい
る積層方向の中間部に位置する誘電体セラミックグリー
ン層２２にあっては、内部電極３および４によって収縮
が抑えられる。

【００４２】他方、生の積層体２１における外層部分８
および９にあっては、内部電極３および４による収縮抑
制作用が及ぼされにくくい。しかしながら、これら外層
部分８および９での収縮は、収縮抑制層２３および２４
によって有利に抑制されることができる。すなわち、焼
成工程において、収縮抑制層２３および２４に含まれる
無機材料粉末は実質的に焼結しないため、収縮抑制層２
３および２４には実質的な収縮が生じない。したがっ
て、収縮抑制層２３および２４による収縮抑制作用が、
生の積層体２１における外層部分８および９に及ぼさ
れ、その結果、外層部分８および９においても収縮が抑
制される。

【００４３】このようなことから、焼成工程において、
生の積層体２１の各部分における収縮率の差が小さくな
り、クラック等の構造欠陥を発生しにくくすることがで
きる。

【００４４】上述したような内部電極３および４ならび
に収縮抑制層２３および２４による収縮抑制作用は、主
として、誘電体セラミックグリーン層２２の面方向の収
縮に対して及ぼされるものである。したがって、焼成工
程においては、誘電体セラミックグリーン層２２の厚み
方向には収縮が生じる。しかも、この厚み方向の収縮
は、面方向の収縮が抑制されない場合に比べて、より大
きく生じるため、焼結後の積層体５における誘電体セラ
ミック層２の厚みがより薄くなる。このことは、大容量
化にも寄与する。

【００４５】内部電極３および４間に介在する誘電体セ
ラミックグリーン層２２は、焼成工程の後、すなわち、
誘電体セラミック層２となったとき、１．５μｍ以下の
厚み、たとえば１μｍ程度の厚みとなる厚みを有してい
ることが好ましい。

【００４６】誘電体セラミックグリーン層２２は、有機
成分を含むため、内部電極３および４ならびに収縮抑制
層２３および２４による収縮抑制を行なわない状態で焼
成した場合には、２０〜３０％程度の収縮が生じる。そ
のため、誘電体セラミック層２の厚みをたとえば１μｍ
程度にするには、誘電体セラミックグリーン層２２の厚
みは１．３μｍ程度にしなければならない。しかしなが
ら、誘電体セラミックグリーン層２２の厚みがこのよう
に薄い場合には、その厚み方向に並ぶ誘電体セラミック
原料粉末の数が少なく、短絡等の欠陥が生じやすい。

【００４７】これに対して、内部電極３および４ならび
に収縮抑制層２３および２４による収縮抑制を行なった
状態で焼成を実施すれば、面方向の収縮が実質的に生じ
ないため、厚み方向の収縮は４０〜６０％程度生じる。
したがって、誘電体セラミック層２の厚みをたとえば１
μｍ程度にするには、誘電体セラミックグリーン層２２
の厚みを２μｍ程度とそれほど薄くする必要がなく、そ
のため、厚み方向に並ぶ誘電体セラミック原料粉末の数
をより多くすることができ、短絡等の欠陥を生じにくく
することができる。

【００４８】このようなことから、前述したように、内
部電極３および４間に介在する誘電体セラミックグリー
ン層２２の厚みを、焼成工程の後で１．５μｍ以下とな
るようにすることが比較的容易である。

【００４９】誘電体セラミックグリーン層２２に含まれ
る誘電体セラミック原料粉末は、その平均粒径が５０〜
２５０ｎｍであることが好ましい。

【００５０】一般に、セラミック原料粉末は、その粒径
が小さいほど、その表面積が大きくなるため、反応性が
高くなる。内部電極３および４ならびに収縮抑制層２３
および２４による収縮抑制作用が及ぼされながら、生の
積層体２１が焼成される場合、誘電体セラミックグリー
ン層２２の厚み方向にしか実質的な収縮が生じないた
め、粒子の再配列は、セラミック原料粉末の粒径が小さ
いほど、起こりやすく、かつ反応性も高いため、セラミ
ックの焼結が進行しやすい。

【００５１】これに対して、セラミック原料粉末の粒径
が大きい場合は、再配列が起こりにくく、焼結体に空孔
等が生じやすくなり、信頼性が低下してしまう。

【００５２】このような観点から、誘電体セラミック原
料粉末の平均粒径は、前述したように、５０〜２５０ｎ
ｍの範囲に選ばれることが好ましい。

【００５３】内部電極３および４は、焼成工程の前にお
いて、０．８μｍ以下の厚みを有していることが好まし
い。

【００５４】内部電極３および４の厚みが０．８μｍよ
り大きい場合には、内部電極３および４ならびに誘電体
セラミック層２の多層化に伴う歪みが大きくなり好まし
くない。なお、内部電極３および４が、０．１μｍ以下
というように極端に薄くなると、内部電極３および４に
よる収縮抑制作用が低下するとともに、電気抵抗が高く
なり、積層セラミックコンデンサ１において必要とされ
る諸特性や信頼性が低下するので、内部電極３および４
の厚みは０．１μｍより大きいことが好ましい。

【００５５】次に、図２（２）に示した複合構造物か
ら、収縮抑制層２３および２４が除去され、それによっ
て、図２（３）に示す焼結後の積層体５が取り出され
る。

【００５６】生の積層体２１と収縮抑制層２３および２
４の各々とは、焼成前の段階では、有機バインダ等の作
用により互いに密着しているが、焼成工程における昇温
に従って、有機バインダ等は分解されるため、この分解
に伴って、密着力が低下してくる。また、前述したよう
に、収縮抑制層２３および２４は、焼成工程において焼
結しない。このようなことから、焼成工程を終えた後、
収縮抑制層２３および２４は、焼結後の積層体５から容
易に除去することができ、場合によっては、特に積極的
な除去のための工程を実施しなくても、収縮抑制層２３
および２４が積層体５から自然に剥離されることもあ
る。

【００５７】次に、前述したように、積層体５の端面６
および７上に、たとえば、Ａｇペーストを塗布し、焼き
付けることによって、内部電極３および４と電気的にそ
れぞれ接続された外部電極１０および１１が形成され、
次いで、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｕ合金等から第１のめっ
き層１２および１３が形成され、さらに、半田、Ｓｎ等
からなる第２のめっき層１４および１５が形成されるこ
とによって、図１に示すような積層セラミックコンデン
サ１が完成される。

【００５８】以下に、この発明をより具体的な実験例に
ついて説明する。

【００５９】

【実験例】まず、Ｂａ_1.002ＴｉＯ₃の組成を有するチ
タン酸バリウム系原料を加水分解法によって合成した
後、空気中において、７００〜１１００℃の温度で熱処
理し、次いで解砕することによって、表１の「原料粉末
の粒径」に示すように、種々の平均粒径を有するチタン
酸バリウム系原料粉末を得た。

【００６０】他方、添加物として、Ｄｙ、ＭｇおよびＭ
ｎ元素を含む各化合物の金属石鹸と、（Ｓｉ−Ｂａ−Ｌ
ｉ）Ｏ系のアルコキシド化合物からなる焼結助剤を用意
した。

【００６１】次に、前述したチタン酸バリウム系原料粉
末を有機溶媒中に分散させるとともに、上述の添加物を
添加し、均一に混合することによって、スラリーを得
た。

【００６２】次に、上述のスラリーを蒸発乾燥させるこ
とによって、有機溶媒を除去するとともに、さらに熱処
理することによって、残りの有機成分を除去した。

【００６３】次に、添加物が添加された原料粉末の各々
の１００重量部に対して、ポリビニルブチラール系バイ
ンダを１５重量部、可塑剤としてのＤＯＰ（フタル酸ジ
オクチル）を５重量部、エタノールを１００重量部、そ
れぞれ、加えて、ボールミルにより湿式混合し、誘電体
セラミックスラリーを得た。

【００６４】他方、収縮抑制層のための無機材料粉末と
して、平均粒径が０．８μｍのアルミナ粉末を用意し
た。このアルミナ粉末の１００重量部に対して、ポリビ
ニルブチラール系バインダを８．５重量部、エタノール
を１００重量部、それぞれ、加えて、ボールミルにより
湿式混合し、無機材料スラリーを得た。

【００６５】次に、前述の誘電体セラミックスラリー
を、ドクターブレード法によりシート状に成形し、表１
の「グリーンシートの厚み」の欄に示された各厚みを有
する矩形の誘電体セラミックグリーンシートを得た。同
様に、無機材料スラリーを、ドクターブレード法により
シート状に成形することによって、厚み３０μｍの無機
材料グリーンシートを得た。

【００６６】また、内部電極を得るため、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に、まず、蒸着に
より銅薄膜を形成し、次いで、電気めっきによりニッケ
ル薄膜を形成し、その後、所望のパターンが得られるよ
うにレジスト処理を施して、表１の「焼成前の内部電極
の厚み」の欄に示されるような各厚みを有する内部電極
のための金属膜を作製した。

【００６７】次に、前述した誘電体セラミックグリーン
シート上に、この金属膜を熱転写することによって、内
部電極を形成した。

【００６８】次に、内部電極が形成された複数の誘電体
セラミックグリーンシートを、内部電極の引き出されて
いる側が互い違いとなるように積層するとともに、外層
部分を与えるため、その上下各々に、内部電極が形成さ
れていない誘電体セラミックグリーンシートを所定数積
層し、誘電体セラミックグリーンシートの有効積層数が
１０の生の積層体を得た。

【００６９】次に、試料１〜１０については、表１の
「収縮抑制層の有無」の欄に「有」とあるように、生の
積層体を積層方向に挟むように、前述した無機材料グリ
ーンシートを積層し、収縮抑制層を生の積層体の外表面
上に形成し、次いで、積層方向にプレスした。

【００７０】他方、試料１１〜２０については、表１の
「収縮抑制層の有無」の欄に「無」とあるように、収縮
抑制層を形成せずに、生の積層体のみを積層方向にプレ
スした。

【００７１】なお、表１からわかるように、試料１〜１
０の各々と試料１１〜２０の各々とは、収縮抑制層の有
無の点を除いて、互いに同じ条件で生の積層体が作製さ
れている。

【００７２】次に、生の積層体を、３．２ｍｍ×１．６
ｍｍの平面寸法となるようにカットした。

【００７３】

【表１】

【００７４】次に、上述のようにして得られた各試料に
係る生の積層体を、窒素雰囲気中において４００℃の温
度に加熱し、有機バインダを燃焼させた後、酸素分圧１
０^-9〜１０^-12ＭＰａのＨ₂−Ｎ₂−Ｈ₂Ｏガスからな
る還元性雰囲気中において、１０５０℃の温度で２時間
焼成し、焼結後の積層体を得た。

【００７５】次に、試料１〜１０については、積層体の
外表面上に形成されていた収縮抑制層を除去した。な
お、収縮抑制層に含まれていたアルミナ粉末は、積層体
の表面に軽く付着している程度であり、これを容易に除
去することができた。

【００７６】次に、焼結後の積層体の外形寸法、特に平
面寸法を測定した。その結果が、表２の「積層体寸法」
の欄に示されている。表２において、「Ｌ」は長さ方向
寸法を示し、「Ｗ」は幅方向寸法を示している。

【００７７】また、焼結後の積層体における誘電体セラ
ミック層の厚みおよび内部電極の厚みを測定した。その
結果が、表２の「焼成後の厚み」における「セラミック
層」および「内部電極」の欄にそれぞれ示されている。

【００７８】次に、焼成後の積層体の両端面上に、Ｂ₂
Ｏ₃−Ｌｉ₂Ｏ−ＳｉＯ₂−ＢａＯ系のガラスフリット
を含有するＡｇペーストを塗布し、窒素雰囲気中におい
て、７００℃の温度で焼き付け、内部電極と電気的に接
続された外部電極を形成した。

【００７９】このようにして得られた積層セラミックコ
ンデンサの試料１〜２０の各々２０個について、自動ブ
リッジ式測定器を用いながら、ＪＩＳ規格５１０２に従
って、静電容量を測定し、その平均値を求めた。その結
果が、表２の「静電容量」の欄に示されている。

【００８０】また、上述の静電容量の測定において、静
電容量の測定が不可能であった試料を不良品とし、この
不良品を除く良品の数を数え、良品率を算出した。その
結果が、表２の「良品率」の欄に示されている。

【００８１】また、収縮抑制層を設けた試料１〜１０に
ついては、表２に示すように、「平均寿命時間」を求め
た。すなわち、温度１５０℃にて、５Ｖの直流電圧を、
各試料に係る積層セラミックコンデンサに印加して、そ
の絶縁抵抗の経時変化を測定し、絶縁抵抗値が１０⁵Ω
以下になった時点を故障とし、この故障に至るまでの時
間の平均値を求めた。

【００８２】

【表２】

【００８３】表１および表２において、試料番号に＊を
付したものは、収縮抑制層を設けなかった点で、この発
明の範囲外のものである。また、表１および表２におい
て、試料番号に△を付した試料は、この発明の範囲内に
あるが、好ましい範囲から外れたものである。より詳細
には、△を付した試料６については、表１に示した「原
料粉末の粒径」が２５０ｎｍを超える２６０ｎｍである
点で、この発明の好ましい範囲から外れたものであり、
同じく△を付した試料１０については、表１に示した
「焼成前の内部電極の厚み」が０．８μｍを超える１．
２μｍである点で、この発明の好ましい範囲から外れた
ものである。

【００８４】この発明の範囲内にある試料１〜１０とこ
の発明の範囲外にある試料１１〜２０とを比較する。

【００８５】まず、表２に示した「積層体寸法」を、焼
成前の３．２ｍｍ×１．６ｍｍと比較すればわかるよう
に、試料１〜１０では、焼成による面方向の収縮がほと
んど生じていないのに対し、試料１１〜２０では、面方
向に関して実質的な収縮が生じている。

【００８６】また、表２の「焼成後の厚み」における
「セラミック層」について、試料１〜１０の各々と試料
１１〜２０の対応するものとを比較すると、試料１〜１
０の方が、試料１１〜２０と比較して、より薄くなって
おり、その結果、表２の「静電容量」についても、各
々、２倍以上の値を示している。

【００８７】また、表２の「焼成後の厚み」における
「内部電極」の数値と表１の「焼成前の内部電極の厚
み」の数値とを比較すると、試料１〜１０では、互いに
同じ数値であるのに対し、試料１１〜２０のほとんど
は、内部電極が焼成後においてより厚くなっている。

【００８８】また、表２の「良品率」について比較する
と、試料１〜１０は、試料１１〜２０に比べて、より高
くなっている。

【００８９】次に、この発明の範囲内にある試料１〜１
０の間で比較する。

【００９０】試料６は、表１の「原料粉末の粒径」が２
６０ｎｍと大きく、そのため、他の試料に比べると、誘
電体セラミック層に空孔等が生じやすく、そのため、表
２の「平均寿命時間」において、より小さい値を示して
いる。

【００９１】また、試料１０は、表１の「焼成前の内部
電極の厚み」が１．２μｍと大きく、表２の「焼成後の
厚み」における「セラミック層」の厚みよりも大きくな
り、そのため、積層体においてより大きな歪みが生じ、
構造欠陥が発生し、他の試料に比べて、表２に示すよう
に、良品率が低下し、また、平均寿命時間が短くなって
いる。

【００９２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、積層
セラミックコンデンサの部品本体となる生の積層体を焼
成する工程において、生の積層体の内部においては、金
属箔状の複数の内部電極が、誘電体セラミックグリーン
層の面方向の収縮を抑制するとともに、生の積層体の外
側からは、収縮抑制層が誘電体セラミックグリーン層の
面方向の収縮を抑制するので、積層体全体において、実
質的に均一な収縮を生じさせることができ、高い良品率
をもって、信頼性に優れた積層セラミックコンデンサを
製造することができる。

【００９３】また、上述した内部電極および収縮抑制層
による収縮抑制作用は、誘電体セラミックグリーン層の
面方向に及ぼされるが、厚み方向には及ぼされないた
め、厚み方向への収縮は、このような収縮抑制を行なわ
ない場合に比べて、より大きく生じさせることができ
る。その結果、焼結後の積層体において、誘電体セラミ
ック層の厚みをより薄くすることができ、積層セラミッ
クコンデンサの大容量化に寄与させることができる。

【００９４】また、この発明によれば、上述のように、
焼成工程における誘電体セラミックグリーン層の厚み方
向の収縮の度合いを高めることができるので、収縮抑制
層を用いない場合に得ようとする誘電体セラミック層の
厚みと同じ厚みの誘電体セラミック層を実現するために
は、誘電体セラミックグリーン層の厚みをより厚くする
ことができ、その結果、誘電体セラミックグリーン層の
厚み方向に並ぶ誘電体セラミック原料粉末の数を多くす
ることができる。したがって、焼成工程の後、たとえば
１．５μｍ以下の厚みとなる厚みを有している誘電体セ
ラミックグリーン層であっても、短絡等の欠陥を生じに
くくすることができ、大容量の積層セラミックコンデン
サを有利に製造することができる。

【００９５】また、誘電体セラミックグリーン層に含ま
れる誘電体セラミック原料粉末の平均粒径が５０〜２５
０ｎｍの範囲に選ばれると、焼結後の誘電体セラミック
層において空孔等を生じさせにくくすることができ、よ
り高い信頼性をもって、積層セラミックコンデンサを製
造することができる。

【００９６】また、内部電極の厚みが、焼成工程の前に
おいて、０．８μｍ以下であると、内部電極と誘電体セ
ラミック層との多層化に伴う歪みをそれほど生じさせな
いようにすることができ、積層セラミックコンデンサの
多層化ひいては大容量化にとって有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による積層セラミックコ
ンデンサ１を図解的に示す断面図である。

【図２】図１に示した積層セラミックコンデンサ１に備
える積層体５を作製するための工程を順次図解的に示す
断面図である。

【符号の説明】

１積層セラミックコンデンサ２誘電体セラミック層３，４内部電極５積層体２１生の積層体２２誘電体セラミックグリーン層２３，２４収縮抑制層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体セラミック原料粉末を含む複数の
積層された誘電体セラミックグリーン層と、前記誘電体
セラミックグリーン層間の特定の複数の界面に沿って薄
膜形成法によって形成された金属箔状の複数の内部電極
とを備える、生の積層体を作製する工程と、前記生の積層体を積層方向に挟むように、前記誘電体セ
ラミック原料粉末の焼結温度では焼結しない無機材料粉
末を含む収縮抑制層を前記生の積層体の外表面上に形成
する工程と、前記生の積層体を、前記収縮抑制層とともに、前記誘電
体セラミック原料粉末の焼結温度で焼成する工程とを備
える、積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項２】前記焼成工程の後、前記収縮抑制層を除
去する工程をさらに備える、請求項１に記載の積層セラ
ミックコンデンサの製造方法。
【請求項３】前記内部電極間に介在する前記誘電体セ
ラミックグリーン層は、前記焼成工程の後、１．５μｍ
以下の厚みとなる厚みを有している、請求項１または２
に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項４】前記誘電体セラミック原料粉末の平均粒
径が５０〜２５０ｎｍ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コンデンサの製造方法。
【請求項５】前記内部電極は、前記焼成工程の前にお
いて、０．８μｍ以下の厚みを有している、請求項１な
いし４のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの
製造方法。
【請求項６】前記内部電極は、蒸着、スパッタリン
グ、電気めっきおよび化学めっきのうちの少なくとも１
つの方法によって形成される、請求項１ないし５のいず
れかに記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項７】前記内部電極は卑金属を含む、請求項１
ないし６のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサ
の製造方法。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかに記載の製
造方法によって製造された、積層セラミックコンデン
サ。