JP2002289456A

JP2002289456A - セラミック積層体およびその製法

Info

Publication number: JP2002289456A
Application number: JP2001090032A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Iwasaki; 健一岩崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2002-10-04
Anticipated expiration: 2021-03-27
Also published as: JP4688326B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミック積層体の絶縁体層を薄層して積層数
を増大した場合にも、内部導体の厚みによる段差を無く
すとともに、絶縁体層および内部導体間の歪みを改善で
きるセラミック積層体を提供する。【解決手段】複数の絶縁体層５を積層してなり、前記絶
縁体層５間に、該絶縁体層５よりも形成面積が小さい内
部導体７を介在せしめるとともに、前記内部導体７が形
成された絶縁体層５上に、前記内部導体７に隣接して段
差補償層１１を設け、該段差補償層１１を構成するセラ
ミック粒子の平均粒径を前記絶縁体層５を構成するセラ
ミック粒子の平均粒径よりも小さくした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック積層体
およびその製法に関し、特に、配線基板や積層セラミッ
クコンデンサのように絶縁体層および内部導体が薄層多
層化されたセラミック積層体およびその製法に関するも
のである。

【０００２】

【従来技術】近年、電子機器の小型化、高密度化に伴
い、セラミック積層体中に内部導体を形成した配線基板
やセラミックコンデンサは、薄型化、高寸法精度が求め
られており、例えば、積層セラミックコンデンサでは小
型高容量化が求められ、このため絶縁体層や内部導体の
薄層化および多層化が進められている。

【０００３】このようなセラミック積層体では、絶縁体
層の薄層化および多層化に伴い、絶縁体層間に形成され
た内部導体の厚みが大きく影響するようになり、内部導
体が形成されている部分と形成されていない部分との間
で内部導体の厚みによる段差が累積し、内部導体の無い
周囲の絶縁体層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くなる。このため絶縁体層上
の段差を無くす工夫が図られている。

【０００４】このようなセラミック積層体として、例え
ば、特開２０００−３１１８３１号公報に開示されるよ
うなものが知られている。この公報に開示された積層セ
ラミックコンデンサでは、絶縁体グリーンシートの主面
に形成された内部導体パターンの周囲に、この絶縁体グ
リーンシート中のセラミック粉末を含む段差補償パター
ンが、内部導体パターンに隣接して形成されている。

【０００５】このような製法によれば、内部導体の厚み
による段差を実質的に無くすことができるため、内部導
体の厚みの影響を受けない状態で、絶縁体層を積層する
ことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開２０００−３１１８３１号公報に開示されるセラ
ミック積層体では、段差補償層を形成する絶縁体ペース
ト中に絶縁体グリーンシートに用いている絶縁体粉末と
同一粒径の絶縁体粉末を用いていたため、内部導体に起
因する段差を解消できたとしても、段差補償層の厚み方
向の焼成収縮率が内部導体の厚み方向の焼成収縮率より
も小さいことから、絶縁体層と内部導体との界面の接合
強度が弱く、内部導体の周辺にデラミネーションが発生
するという問題があった。

【０００７】また、上記のように、段差補償層と絶縁体
層の焼成収縮率が同じであり、段差補償層と内部導体と
の厚み方向の焼成収縮率差が大きくなることから、内部
導体と絶縁体層との界面に引張応力が発生するか、もし
くはわずかな圧縮応力しか発生しないため、セラミック
積層体の内部導体の周縁部や端部に、半田付けや熱衝撃
試験時にクラックが発生するという問題があった。

【０００８】このような絶縁体層（段差補償層）と内部
導体との焼成収縮差によるデラミネーションやクラック
は絶縁体層を薄くすればするほど発生しやすく、特に、
３μｍ以下となれば発生しやすいという問題があった。

【０００９】従って、本発明は、絶縁体層を薄層化して
積層数を増加した場合にも、内部導体の厚みによる段差
を無くすことができるとともに、クラックやデラミネー
ションの発生を抑制できるセラミック積層体およびその
製法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミック積層
体は、複数の絶縁体層を積層してなり、前記絶縁体層間
に、該絶縁体層よりも形成面積が小さい内部導体を介在
せしめるとともに、前記内部導体が形成された絶縁体層
上に、前記内部導体に隣接して段差補償層を設け、該段
差補償層を構成するセラミック粒子の平均粒径を前記絶
縁体層を構成するセラミック粒子の平均粒径よりも小さ
くしたことを特徴とする。

【００１１】また、絶縁体層を構成するセラミック粒子
の平均粒径が０．２μｍ以上であり、且つ段差補償層を
構成するセラミック粒子の平均粒径が０．４５μｍ以下
であることが望ましい。

【００１２】また、段差補償層を構成するセラミック粒
子は、絶縁体層を構成するセラミック粒子と組成が同一
であることが望ましい。

【００１３】そして、このようなセラミック積層体は、
大径セラミック粉末を含有する絶縁体グリーンシートの
一方主面の一部に内部導体パターンを形成するととも
に、該内部導体パターンに隣接して小径セラミック粉末
を含有する段差補償パターンを形成する行程と、前記内
部導体パターンおよび前記段差補償パターンが形成され
た前記絶縁体グリーンシートを複数積層して積層成形体
を作製する行程と、該積層成形体を焼成する工程により
作製できる。

【００１４】さらに、大径セラミック粉末の平均粒径が
０．１μｍ以上、小径セラミック粉末の平均粒径が０．
３μｍ以下であることが望ましい。

【００１５】このような構成によれば、一般に金属粒子
を有する内部導体パターンの収縮率が大きいことが知ら
れているが、本発明では、絶縁体層を構成するセラミッ
ク粒子よりも、小径のセラミック粉末を用いて段差補償
パターンを形成しているので、内部導体に起因する段差
を解消できるとともに、段差補償層が絶縁体層よりも大
きく収縮し、絶縁体層と内部導体との界面近傍に大きな
圧縮応力を発生させることができるため接合強度が高く
なり、内部導体の周辺のデラミネーションを防止でき
る。

【００１６】また、上記のように、内部導体の周辺にお
いて、絶縁体層と交互に形成される段差補償層の焼成収
縮率が絶縁体層よりも大きいために、内部導体の周辺に
は厚み方向に大きな圧縮応力が発生し、セラミック積層
体の端部の強度を高めることができ、半田付けや熱衝撃
試験時のクラックを防止できる。

【００１７】さらには、内部導体の周辺に形成される段
差補償層の高い焼成収縮のために、焼結による内部導体
の面方向の収縮が抑制され、有効面積の減少が抑制でき
ることから、セラミック積層体の、例えば、積層セラミ
ックコンデンサの静電容量を高くできる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（構造）本発明のセラミック積層
体は、例えば、図１に示すような積層セラミックコンデ
ンサに適用される。

【００１９】このセラミック積層体は積層体本体１の両
端部に外部電極３を形成して構成されている。

【００２０】積層体本体１は、絶縁体層５と内部導体７
を交互に積層してなり、その積層方向の両面に、絶縁体
層５と同一材料からなる絶縁層９が形成されている。

【００２１】この積層体本体１を構成している絶縁体層
５は、シート状のセラミック焼結体からなり、例えば、
ＢａＴｉＯ₃を主成分とする絶縁体グリーンシートを焼
成して形成した絶縁体磁器からなる。

【００２２】一方、内部導体７は導電性ペーストの膜を
焼結させた金属膜からなり、導電性ペーストとしては、
例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ等の卑金属が使用されてい
る。また、内部導体７は、このように卑金属を主成分と
し、概略矩形状の導体膜であり、上から第１層目、第３
層目、第５層目・・・の奇数層の内部導体は、その一端
が積層体本体１の一方端面に露出しており、上から第２
層目、第４層目、第６層目・・・の内部導体７は、その
一端が積層体本体１の他方端面に露出している。尚、外
部電極３と内部導体７は必ずしも同一材料から構成され
る必要はない。

【００２３】そして、本発明のセラミック積層体では、
図２に示すように、絶縁体層５上に形成された内部導体
７の周辺には段差補償層１１が隣接して形成されてお
り、この段差補償層１１の厚みは内部導体７の厚みに相
当するように形成されていることが望ましい。

【００２４】この段差補償層１１は、内部導体７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内部導
体７の厚みにより累積して大きくなる段差を解消するた
めに形成されている。

【００２５】また、段差補償層１１の厚みは、内部導体
７と絶縁体層５界面での接合を高めるという理由から、
内部導体７側よりもセラミック積層体の端面側が薄いこ
とが望ましい。

【００２６】また、この内部導体７の端面が、絶縁体層
５に対して鋭角をもつ傾斜面となるように形成され、こ
の内部導体７の周縁部に段差補償層１１が重なるように
形成されてもよい。

【００２７】そして、図３に拡大して示すように、段差
補償層１１は、絶縁体層５を構成するセラミック粒子
（セラミック大粒子１２）よりも平均粒径の小さなセラ
ミック粒子（セラミック小粒子１３）により構成され、
段差補償層１１のセラミック小粒子１３の平均粒径は
０．４５μｍ以下であり、一方、絶縁体層５のセラミッ
ク大粒子１２の平均粒径は０．２μｍ以上であることが
望ましい。

【００２８】例えば、積層数２００層以上の高積層セラ
ミックコンデンサの場合には、このセラミック小粒子１
３で構成されている段差補償層１１は、高強度を要する
という理由から平均粒径は０．１〜０．４５μｍである
ことが望ましい。

【００２９】一方、絶縁体層５中のセラミック大粒子１
２は、絶縁体層５を薄層化しても比誘電率および絶縁抵
抗を高く維持するという理由から０．３〜０．８μｍで
あることが望ましい。

【００３０】また、本発明のセラミック積層体を構成す
る絶縁体層５の厚みは、セラミック積層体の小型高容量
化のため薄層多層化という理由から、３μｍ以下が望ま
しく、高誘電率および高絶縁性という理由から絶縁体層
５の厚みは１．５〜３μｍが望ましい。

【００３１】一方、内部導体７の厚みは２μｍ以下が望
ましく、この内部導体７に含まれる金属量の低減が図れ
るとともに、充分な有効面積を確保するという理由か
ら、特に、０．５〜１．５μｍであることが望ましい。

【００３２】そして、絶縁体層５と内部導体７との厚み
比は、絶縁体層５の厚みをｔ₁、内部導体７の厚みをｔ₂
とした時、ｔ₂／ｔ₁＞０．２、且つｔ₂＜２μｍである
場合に、本発明の段差補償層１１が好適に適用され、さ
らには、内部導体７の過剰厚みによるデラミネーション
等を抑制するために、厚み比ｔ₂／ｔ₁は、０．２〜０．
７５であることが望ましい。

【００３３】即ち、絶縁体層５が３μｍ以下、内部導体
７が２μｍ以下の厚みで、例えば、積層数２００層以上
の積層セラミックコンデンサの場合には、内部導体７と
絶縁体層５の焼成収縮差を低減するという理由から絶縁
体層５を構成するセラミック大粒子１２の粒径が０．３
〜０．８μｍであるのに対して、内部導体７の周辺に形
成されている段差補償層１１のセラミック小粒子１３の
平均粒径は、粒子の高充填化、磁器の焼結性及び積層セ
ラミックコンデンサへの電気的、機械的影響から０．１
〜０．４５μｍが好ましい。そして、このとき耐熱衝撃
性に対してもクラック等の構造欠陥はみられない。

【００３４】また、本発明のセラミック積層体の積層数
は、そのセラミック積層体を構成する絶縁体層５が薄層
多層化され、この絶縁体層５上で、内部導体７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内部導体
７の厚みによる段差が累積されても、内部導体７の無い
周囲の絶縁体層５同士の密着力を高め、デラミネーショ
ンやクラックを抑えられるという理由から、セラミック
積層体の小型高容量化に対してその積層数は１００層以
上が望ましい。

【００３５】（製法）次に、本発明のセラミック積層体
の、例えば、積層セラミックコンデンサの製法につい
て、図４をもとに説明する。

【００３６】（ａ）先ず、絶縁体層５となる厚さ１．５
〜４μｍの絶縁体グリーンシート２１をスリップキャス
ト法を用いて作製する。スリップキャスト法の具体的な
方法としては、引き上げ法、ドクターブレード法、リバ
ースロールコーター法、グラビアコータ法、スクリーン
印刷法、グラビア印刷法およびダイコーター法を用いる
ことができる。

【００３７】そして、この絶縁体グリーンシート２１の
厚みは、小型、大容量化という理由から０．５〜４μｍ
であることが望ましい。

【００３８】絶縁体材料としては、具体的には、ＢａＴ
ｉＯ₃−ＭｎＯ−ＭｇＯ−Ｙ₂Ｏ₃等のセラミック粉末
（大径セラミック粉末）が耐還元性を有するという理由
から使用可能である。また、ガラス粉末を加えてもよ
い。

【００３９】そして、この絶縁体グリーンシート２１に
用いるセラミック粉末（大径セラミック粉末）の粒子径
は、絶縁体グリーンシートの薄層化という理由から１．
５μｍ以下が望ましく、また、高誘電性、高絶縁性とい
う理由から０．１〜０．９μｍが望ましい。

【００４０】また、セラミック粉末（大径セラミック粉
末）の主原料であるＢａＴｉＯ₃粉末の合成法は、固相
法、液相法（蓚酸塩を経過する方法等）、水熱合成法が
あるが、そのうち粒度分布が狭く、結晶性が高いという
理由から水熱合成法が望ましい。そして、ＢａＴｉＯ₃
粉末の平均比表面積は１．１〜１０ｍ²／ｇが好まし
い。

【００４１】（ｂ）次に、この絶縁体グリーンシート２
１の表面に、導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷
法、グラビア印刷、オフセット印刷法等の周知の印刷方
法により内部導体パターン２３を形成する。その厚み
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。

【００４２】この導電性ペーストは、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。

【００４３】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。

【００４４】卑金属粒子の平均粒径は、金属粉末の分散
性の向上と焼成時の金属肥大化を防止するために、０．
１〜０．５μｍの範囲が望ましい。そして、緻密で表面
平滑な金属膜を形成するという理由から卑金属の平均粒
径は０．１５〜０．４μｍが望ましい。

【００４５】また、導電性ペーストには、固形分とし
て、金属粉末以外に、内部導体パターンの焼結性を抑え
るために微細な絶縁体粉末を混合して用いることが好ま
しく、内部導体の均一な粒子径の形成と、平滑性を向上
させるために、絶縁体粉末の粒径は０．０５〜０．３μ
ｍが望ましい。

【００４６】また、導電性ペーストに含有されているエ
ポキシ樹脂は、共に含有されているエチルセルロースに
対して、０．０５〜１．５重量％が望ましい。

【００４７】（ｃ）次に、絶縁体グリーンシート２１の
表面に形成された内部導体パターン２３の周縁部に絶縁
体ペーストを塗布することにより段差補償パターン２５
を形成する。この絶縁体ペーストはスクリーン印刷法、
グラビア印刷法、オフセット印刷法、インキジェット
法、凸版印刷等の周知の方法により形成できる。尚、こ
の段差補償パターン２５の厚みは、内部導体パターン２
３厚みに相当する厚みに形成される。

【００４８】また、この段差補償パターン２５を形成す
るための絶縁体ペーストは、例えば、段差補償層１１と
絶縁体層５が一体化するために、絶縁体グリーンシート
２１を形成するための絶縁体粉末と同じ組成成分である
が、絶縁体グリーンシート２１に用いる大径絶縁体粉末
よりも粒子径の小さなセラミック粉末（小径セラミック
粉末）が用いられる。

【００４９】この小径セラミック粉末の平均粒径は０．
３μｍ以下が望ましく、絶縁体層５や内部導体７との関
係で焼成収縮率の制御が容易となり、異常粒成長が無く
機械的強度が高くなるという理由から、特に、平均粒子
径は０．０５〜０．２５μｍが望ましい。

【００５０】そして、絶縁体ペーストは、この小径セラ
ミック粉末と、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、該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。

【００５１】また、絶縁体ペーストを内部導体パターン
２３の周辺部に塗布し、絶縁体グリーンシート２１を上
面に形成するか、あるいは絶縁体グリーンシート２１上
の内部導体パターン２３の周辺に転写しても良い。

【００５２】次に、導電性ペーストが塗布された絶縁体
グリーンシート２１を複数枚積層し、温度２５〜８０
℃、圧力０．１〜１０ＭＰａで、第１回目の積層を行
い、仮積層成形体を形成する。この時、積層された絶縁
体グリーンシート２１は完全に密着されていない状態で
あり、次の第２回目の積層時に充分な脱気ができるだけ
の隙間が残される。これは、エポキシ樹脂が高いガラス
転移点Ｔｇ（１２０℃）を有するため、２５〜８０℃で
の加熱加圧時には可塑化しないためである。

【００５３】（ｄ）次に、この仮積層成形体を温度９０
〜１３０℃、圧力１０〜１００ＭＰａで第２回目の積層
プレスを行い、完全に密着させて積層成形体を得る。

【００５４】本発明の積層成形体では、内部導体パター
ン２３を形成した絶縁体グリーンシート２１の一方主面
に、この内部導体パターン２３ととともに段差補償パタ
ーン２５を形成しているため、積層プレス時に加熱加圧
による絶縁体グリーンシート２１や内部導体パター２３
の変形が生じることが無く積層成形体を形成することが
できる。

【００５５】次に、この積層成形体を格子状に切断し
て、積層体本体１の成形体を得る。この成形体の両端面
には、内部導体７となる内部導体パターン２３の一端が
交互に露出している。

【００５６】この積層体本体１は、上記方法に限定され
るものではなく、薄層化した絶縁体グリーンシートと内
部導体パターンとを交互に積層した成形体を作製できる
ものであればスラリーディップ等のような方法でも良
い。

【００５７】次に、この積層体本体１の成形体を大気中
で２５０〜３００℃または酸素分圧０．１〜１Ｐａの低
酸素雰囲気中５００〜８００℃で脱バイした後、非酸化
性雰囲気で１２００〜１３００℃で２〜３時間焼成す
る。さらに、所望により、酸素分圧が０．１〜１０^-4Ｐ
ａ程度の低酸素分圧下、９００〜１１００℃で５〜１５
時間再酸化処理を施すことにより還元された積層体本体
１が酸化されることにより、高い静電容量と絶縁特性を
有する積層体本体１を得ることができる。

【００５８】最後に、得られた積層体本体１に対し、各
端面にＣｕペーストを塗布し、Ｎｉ／Ｓｎメッキを施
し、内部導体７と電気的に接続された外部電極３を形成
して積層セラミックコンデンサを作製する。

【００５９】（作用）以上のように、絶縁体層５および
内部導体７を薄層化して構成された高積層のセラミック
積層体において、内部導体７の周辺に段差補償層１１を
形成することにより、内部導体７の厚みに起因する段差
を無くし、それによる歪みや変形を抑えることができ
る。

【００６０】また、一般に金属粒子を有する内部導体パ
ターンの収縮率が大きいことが知られているが、本発明
では、段差補償層を構成するセラミック粒子と、絶縁体
層を構成するセラミック粒子との組成を同一とし、小径
のセラミック粉末を用いて段差補償パターンを形成して
いるので、内部導体に起因する段差を解消できるととも
に、段差補償層と絶縁体層が一体化でき、内部導体パタ
ーンの周縁部が絶縁体グリーンシートよりも厚み方向に
大きな収縮率であることから、絶縁体層と内部導体との
界面の接合強度が高くなり内部導体の周辺のデラミネー
ションを防止できる。

【００６１】さらに、上記のように、内部導体の周辺に
おいて、絶縁体層と交互に形成される段差補償層の焼成
収縮率が絶縁体層よりも大きいために、内部導体の周辺
には厚み方向に大きな圧縮応力が発生し、セラミック積
層体の端部の強度を高めることができ、半田付けや熱衝
撃試験時におけるクラックを防止できる。

【００６２】そして、内部導体の周辺に形成される段差
補償層の高い焼成収縮のために、焼結による内部導体の
有効面積の減少が抑制できることから、セラミック積層
体の、例えば、積層セラミックコンデンサの静電容量を
高くできる。

【００６３】

【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。

【００６４】絶縁体グリーンシート２１は、ＢａＴｉＯ
₃９９．５モル％とＭｎＯ０．５モル％とからなる組成
物１００モル％に対して、Ｙ₂Ｏ₃を０．５モル％とＭｇ
Ｏを０．５モル％添加した組成の絶縁体セラミックスラ
リーを、ダイコーター法を用いてポリエステルより成る
帯状のキャリアフィルム上に成膜した。

【００６５】導電性ペーストは、粒子径０．２μｍのＮ
ｉ粉末４５重量％に対し、エチルセルロース５．５重量
％と石油系アルコール９４．５重量％からなるビヒクル
５５重量％とを３本ロールで混練して調製した。

【００６６】段差補償パターン２５用の絶縁体ペースト
は、上記の絶縁体セラミックスラリーの一部をＢａＴｉ
Ｏ₃の粒子径が０．１μmになるまで粉砕し、導電ペース
トと同様にペースト化して調製した。

【００６７】次に、得られた絶縁体グリーンシート２１
の主面状に、スクリーン印刷装置を用いて、上記した導
電性ペーストを内部導体パターン２３状に印刷し、乾燥
させた。

【００６８】さらに、この絶縁体グリーンシート２１上
に形成された内部導体パターン２３の周辺にスクリーン
印刷により絶縁体ペーストを印刷、乾燥させ、内部導体
７とともに段差補償パターン２５が塗布形成された絶縁
体グリーンシート２１を作製した。

【００６９】このとき絶縁体グリーンシート２１に用い
たセラミック粉末である大径セラミック粉末の平均粒径
および絶縁体ペーストに用いたセラミック粉末である小
径セラミック粉末の平均粒径を表１に示した。

【００７０】次に、この絶縁体グリーンシート２１を表
１に示す層数積層し、さらにその上下層に絶縁層となる
絶縁体グリーンシート２１を各１０枚積層し、仮積層成
形体を形成した。

【００７１】この条件で作製した仮積層成形体は、絶縁
体グリーンシート２１が完全に密着されていない状態で
あり、次の第２回目の積層プレス時に充分な脱気ができ
るだけの隙間を残していた。

【００７２】次に、この仮積層成形体を温度１００℃、
圧力２０ＭＰａで第２回目の積層プレスを行い、内部導
体パターン２３を塗布した絶縁体グリーンシート２１お
よびその上下の絶縁体グリーンシート２１と同一材料か
らなるグリーンシートを積層して完全に密着させて積層
成形体を得た。

【００７３】本発明のセラミック積層体となる積層成形
体は、内部導体パターン２３を形成した絶縁体グリーン
シート２１の一方主面に、この内部導体パターン２３と
ともに段差補償パターン２５を形成しているため、この
積層プレス工程において、加熱加圧による絶縁体グリー
ンシート２１や内部導体パターン２３の変形が生じるこ
とが無く積層成形体を形成することができた。

【００７４】次に、この積層成形体を格子状に切断し
て、積層体本体１の成形体を得た。この積層成形体の両
端面には、内部導体７の内部導体パターン２３の一端が
交互に露出していた。

【００７５】次に、この積層体本体１の成形体を大気中
２５０℃または０．１Ｐａの酸素／窒素雰囲気中５００
℃に加熱し、脱バイ処理を行った。

【００７６】さらに、脱バイ後の積層体本体１の成形体
に対して、１０^-7Ｐａの酸素／窒素雰囲気中、１２５０
℃で２時間焼成し、さらに、１０^-2Ｐａの酸素窒素雰囲
気中にて９００℃で４時間の再酸化処理を行い、セラミ
ック焼結体を得た。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。

【００７７】このようにして得られた積層セラミックコ
ンデンサの外形寸法は、幅０．８ｍｍ、長さ１．６ｍｍ
であった。また内部導体７に起因する段差はなく、この
内部導体７は湾曲することなく平坦であった。

【００７８】このとき積層セラミックコンデンサの絶縁
体層５および内部導体７の厚みおよび積層数を表１に示
した。

【００７９】次に、焼成後に得られた焼結体について、
１０００個の試料を４０倍の双眼顕微鏡にて観察し、積
層セラミックコンデンサの端面のクラックの有無を評価
した。また各３００個の試料を焼結体の端面及び側面か
らそれぞれ研磨し、内部導体周縁部のデラミネーション
の有無を評価した。

【００８０】また、上記のようにして得られた積層セラ
ミックコンデンサを用いて、耐熱衝撃性試験をＪＩＳ規
格に基づいて行った。各試料数３００個について、温度
（ΔＴ＝２２５℃）および温度（ΔＴ＝２８０℃）のと
きのクラックが発生した試料数を評価した。

【００８１】積層セラミックコンデンサの段差補償層１
１端部表面の内部応力は、積層セラミックコンデンサの
積層方向に対して、Ｘ線回折法による並傾法により測定
した。

【００８２】また、積層セラミックコンデンサを各１０
個を断面研磨した後、熱エッチングして、絶縁体層５中
のセラミック大粒子１２、及び内部導体７の周辺に形成
された段差補償層１１のセラミック小粒子１３について
電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行い、このＳＥＭ写真をイ
ンターセプト法によりセラミック粒子の平均粒径を算出
した。

【００８３】また、絶縁体グリーンシート２１に用いた
大径セラミック粉末および絶縁体ペーストに用いた小径
セラミック粉末の平均粒径は、ステージ上に分散させた
粉末を１００個について電子顕微鏡により測定し、その
平均値を算出した。以上の結果をまとめて表１に示し
た。

【００８４】

【表１】

【００８５】表１の結果から、段差補償層１１中の平均
粒径を絶縁体層５中の平均粒径よりも小さくした試料Ｎ
ｏ．３〜１８では、焼成後にクラックやデラミネーショ
ンは見られなかった。また、温度差（ΔＴ＝２２５℃）
における耐熱衝撃試験においてもクラックの発生はなか
った。

【００８６】また、積層セラミックコンデンサの段差補
償層１１端部の内部応力は−５０ＭＰａ（−は圧縮方向
を表す）以上であった。

【００８７】特に、絶縁体層５中のセラミック大粒子１
２の平均粒径を０．３〜０．６μｍとし且つ段差補償層
１１中のセラミック小粒子１３の平均粒径を０．１５〜
０．５μｍとした試料Ｎｏ．４〜１１では、内部応力が
−６０ＭＰａ（−は圧縮応力）以上となり、温度差２８
０℃における耐熱衝撃試験においてもクラックやデラミ
ネーションは見られなかった。

【００８８】さらに、絶縁体層５および段差補償層１１
中の、セラミック粒子の平均粒径の範囲を上記の範囲に
することに加えて、内部導体７の厚みｔ₂と絶縁体層５
の厚みｔ１との比を、ｔ₂／ｔ₁≦０．５とした試料Ｎ
ｏ．１６〜１８では、積層数が４００層以上においても
温度差２８０℃における耐熱衝撃試験においてクラック
やデラミネーションは見られなかった。

【００８９】一方、段差補償層１１中の平均粒径が絶縁
体層５中の平均粒径と同等かもしくはそれよりも大きな
試料Ｎｏ．１、２では、焼成後にクラックが見られ、磁
器内部にデラミネーションが観察された。また、耐熱衝
撃試験においてもクラックが多数観察された。

【００９０】また、段差補償層１１を設けなかった試料
Ｎｏ．１９では、内部導体による段差のためにクラック
やデラミネーションが発生し、耐熱衝撃試験においても
クラックが多数観察された。

【００９１】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明によれば、
絶縁体層および内部導体を薄層化して構成された高積層
のセラミック積層体において、内部導体の周辺に、絶縁
体層を構成するセラミック粒子と同一組成のセラミック
粒子からなる段差補償層を形成することにより、内部導
体の厚みに起因する段差を無くすことができる。

【００９２】また、一般に金属粒子を有する内部導体パ
ターンの収縮率が大きいことが知られているが、本発明
では、段差補償層を構成するセラミック粒子と、小径セ
ラミック粉末を用いて段差補償パターンを形成している
ので、内部導体に起因する段差を解消できるとともに、
段差補償層と絶縁体層が一体化でき、内部導体パターン
の周縁部が絶縁体グリーンシートよりも厚み方向に大き
な収縮率となり、絶縁体層と内部導体との界面の接合強
度が高くなり内部導体の周辺のデラミネーションを防止
できる。

【００９３】さらに、上記のように、内部導体の周辺に
おいて、絶縁体層と交互に形成される段差補償層の焼成
収縮率が絶縁体層よりも大きいために、内部導体の周辺
には厚み方向に大きな圧縮応力が発生し、セラミック積
層体の端部の強度を高めることができ、半田付けや熱衝
撃試験時におけるクラックを防止できる。

【００９４】そして、内部導体の周辺に形成される段差
補償層の高い焼成収縮のために、焼結による内部導体の
有効面積の減少が抑制できることから、セラミック積層
体の、例えば、積層セラミックコンデンサの静電容量を
高くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセラミック積層体の概略断面図を示
す。

【図２】本発明のセラミック積層体を構成する内部導体
および段差補償層が形成された絶縁体層を示す平面図で
ある。

【図３】図１の段差補償層およびその近傍を拡大して示
す断面模式図である。

【図４】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。

【符号の説明】

１積層体本体３外部電極５絶縁体層７内部導体９絶縁層１１段差補償層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の絶縁体層を積層してなり、前記絶縁
体層間に、該絶縁体層よりも形成面積が小さい内部導体
を介在せしめるとともに、前記内部導体が形成された絶
縁体層上に、前記内部導体に隣接して段差補償層を設
け、該段差補償層を構成するセラミック粒子の平均粒径
を前記絶縁体層を構成するセラミック粒子の平均粒径よ
りも小さくしたことを特徴とするセラミック積層体。
【請求項２】絶縁体層を構成するセラミック粒子の平均
粒径が０．２μｍ以上であり、且つ段差補償層を構成す
るセラミック粒子の平均粒径が０．４５μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載のセラミック積層体。
【請求項３】段差補償層を構成するセラミック粒子は、
絶縁体層を構成するセラミック粒子と組成が同一である
ことを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック
積層体。
【請求項４】大径セラミック粉末を含有する絶縁体グリ
ーンシートの一方主面の一部に内部導体パターンを形成
するとともに、該内部導体パターンに隣接して小径セラ
ミック粉末を含有する段差補償パターンを形成する工程
と、前記内部導体パターンおよび前記段差補償パターン
が形成された前記絶縁体グリーンシートを複数積層して
積層成形体を作製する工程と、該積層成形体を焼成する
工程とを具備することを特徴とするセラミック積層体の
製法。
【請求項５】大径セラミック粉末の平均粒径が０．１μ
ｍ以上、小径セラミック粉末の平均粒径が０．３μｍ以
下であることを特徴とする請求項４記載のセラミック積
層体の製法。