JP4543764B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、セラミックグリーンシートへの導電ペーストのスクリーン印刷工程を含む積層セラミック電子部品の製造方法に関する。

たとえば、積層セラミックコンデンサを製造する場合、図４に示すように、誘電体材料で形成されたセラミックグリーンシート１が準備される。このセラミックグリーンシート１上に、積層セラミックコンデンサの内部電極となる内部電極パターン２が形成される。内部電極パターン２は、複数の長方形が縦横に並ぶようにして形成される。内部電極パターン２が形成された領域の外側の４辺に、長方形状のカットマーク３が形成される。内部電極パターン２の長手方向の両側においては、内部電極パターン２に連続するようにして、内部電極パターン２と同じ幅で、カットマーク３が形成される。また、内部電極パターン２の幅方向の両側においては、内部電極パターン２に向かって長手方向が配置されるように、カットマーク３が形成される。内部電極パターン２の幅方向の両側においては、１つの内部電極パターン２に対応して２つのカットマーク３が形成される。これらの内部電極パターン２およびカットマーク３は、導電ペーストを用いてスクリーン印刷により同時に形成される。このセラミックグリーンシート１は、図４に点線で示すように、カットマーク３が端部に引き出されるような形状に切断される。

切断されたセラミックグリーンシート１が複数枚積層されて、積層体４が形成される。このとき、図５に示すように、隣接するセラミックグリーンシート１の内部電極パターン２が長手方向に交互にずれるようにして、セラミックグリーンシート１が積層圧着される。また、セラミックグリーンシート１の端部にはカットマーク３が引き出された形状となっているため、図６に示すように、積層体４の端部には、積み重ねられたカットマーク３が露出している。このようにして得られた積層体４は、図５の点線で示すように、内部電極パターン２の間および内部電極パターン２の長手方向の中央部で切断され、隣接する内部電極パターン２の端部が対向する端部に交互に露出した積層体チップが形成される。このような積層体４の切断の基準として、積層体４の端部に露出したカットマーク３がカメラなどによって読み取られ、隣接するカットマーク３の中間部が切断刃によって切断される。この積層体チップの内部電極パターン露出面に導電ペーストが塗布され、焼成されることにより、図７に示すように、複数の内部電極５を有するセラミック素体６の両端面に外部電極７が形成された積層セラミックコンデンサ８が得られる。

このような積層セラミックコンデンサ８の製造工程において、セラミックグリーンシート１上に形成されるカットマーク３の幅を広くすることにより、セラミックグリーンシート１の積層圧着時におけるカットマーク３の位置ずれを防止することが示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２１７１３９号公報

しかしながら、セラミックグリーンシート上に内部電極パターンとカットマークとが同時にスクリーン印刷されるため、内部電極パターンとカットマークの図形比率が大きく異なると、同じ印刷状態が得られなくなり、図８に示すように、たとえば印刷方向に向かってカットマークに印刷滲みが発生する。このような印刷滲みが発生すると、隣接するカットマークの中間部において積層体を切断したとき、積層体が正確な位置で切断されなくなる。そのため、たとえば、図８に示すように、積層体の切断面と内部電極パターンの端部との間のギャップｘ，ｙに差が生じ、設計通りの特性を得ることができない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、積層セラミック電子部品の製造時において、積層体の切断不良が発生しないように、正確な形状のカットマークを印刷することができるスクリーン印刷工程を含む積層セラミック電子部品の製造方法を提供することである。

この発明は、セラミックグリーンシートを準備する工程と、導電ペーストを用いてセラミックグリーンシート上に内部電極パターンおよびカットマークをスクリーン印刷する工程と、内部電極パターンおよびカットマークが印刷されたセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する工程と、カットマークを基準として積層体を切断する工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法であって、カットマークは、矩形形状であり、複数の内部電極パターンが印刷された領域の外側において、内部電極パターンの長手方向に平行な１辺に沿って複数印刷され、且つ各内部電極パターンに対応するように印刷されており、内部電極パターンの長手方向の長さをＡ、幅方向の長さをＢとし、内部電極パターンの長手方向に平行な向きのカットマークの長さをＣ、内部電極パターンの幅方向に平行な向きのカットマークの長さをＤとしたとき、Ｄ≦ＣかつＣ＜Ａ／２となるようにスクリーン印刷することを特徴とする、積層セラミック電子部品の製造方法である。
このような積層セラミック電子部品の製造方法において、内部電極パターンとカットマークとの間に、Ｂ≦Ｄ≦２Ｂの関係が成り立つことが好ましい。

セラミックグリーンシート上にスクリーン印刷される内部電極パターンとカットマークとの寸法比を上述のような関係とすることにより、内部電極パターンとカットマークとの形状および図形比率に大きな差がなくなる。それにより、スクリーン印刷時における内部電極パターンとカットマークとの間の印刷状態に大きな差がなくなり、カットマークの印刷滲みの発生を防止することができる。
なお、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品においては、内部電極パターンは、長手方向に平行な切断において内部電極間の中間部で切断されるため、内部電極パターンをカットマークとして用いることができる。したがって、内部電極パターンの長手方向に平行な１辺にカットマークが形成されていれば、カットマークと内部電極パターンを基準として積層体の縦横の切断を行うことができる。

この発明によれば、セラミックグリーンシート上への内部電極パターンおよびカットマークのスクリーン印刷時に、カットマークに印刷滲みが発生せず、正確な位置でセラミックグリーンシートの積層体を切断することができる。したがって、内部電極の不所望な露出等のカット不良やギャップが小さすぎることによる耐湿性の低下等を防止することができ、設計通りの特性を有する積層セラミック電子部品を得ることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。

図１は、この発明の積層セラミック電子部品の製造方法において、内部電極パターンおよびカットマークをスクリーン印刷したセラミックグリーンシートを示す平面図である。たとえば積層セラミックコンデンサを製造する場合、誘電体材料からなるセラミックグリーンシート１０が準備される。このセラミックグリーンシート１０上に、導電ペーストを用いて、長方形状の内部電極パターン１２およびカットマーク１４が同時にスクリーン印刷される。

セラミックグリーンシート１０上には、複数の内部電極パターン１２が縦横に並ぶように形成される。さらに、内部電極パターン１２が形成された領域の外側に、カットマーク１４が形成される。カットマーク１４は、内部電極パターン１２の長手方向に平行な２辺に形成されるが、どちらか一方にのみ形成されてもよい。このとき、１つの内部電極パターン１２に対して２つのカットマーク１４が形成され、これらのカットマーク１４の端部が内部電極パターン１２の長手方向の両端に対応するように配置される。なお、内部電極パターン１２の幅方向平行な２辺においては、内部電極パターン１２をカットマークとして用いることができるため、カットマーク１４は形成されないが、この部分にカットマーク１４を形成してもよいことは言うまでもない。

また、図２に示すように、内部電極パターン１２の長手方向の長さをＡ、幅方向の長さをＢとし、内部電極パターン１２の長手方向に平行な向きのカットマーク１４の長さをＣ、内部電極パターン１２の幅方向に平行な向きのカットマーク１４の長さをＤとしたとき、Ｄ≦ＣかつＣ＜Ａ／２となるように内部電極パターン１２およびカットマーク１４が印刷される。さらに、好ましくは、内部電極パターン１２とカットマーク１４との間に、Ｂ≦Ｄ≦２Ｂの関係があるように印刷される。

内部電極パターン１２とカットマーク１４とを上述のような寸法となるように印刷することにより、内部電極パターン１２とカットマーク１４との間において、形状や寸法比に大きい差がなくなる。そのため、内部電極パターン１２およびカットマーク１４のスクリーン印刷時に、それぞれのパターンにおける印刷状態の差が小さくなり、印刷滲みが発生しにくくなる。したがって、セラミックグリーンシート１０上に、所定の形状の内部電極パターン１２およびカットマーク１４を印刷することができる。

このような内部電極パターン１２およびカットマーク１４が形成されたセラミックグリーンシート１０が所定の大きさに切断されて、図３に示すように、隣接するセラミックグリーンシート１０の内部電極パターン１２が長手方向に交互にずれるように積層圧着され、積層体１６が形成される。このとき、カットマーク１４に印刷滲みがないため、積層体１６の端部には、正確な長さのカットマーク１４が積み重ねられた状態で露出する。したがって、露出したカットマーク１４を基準として、カットマーク１４の間を切断することにより、図３に点線で示すように、正確な位置で積層体１６を切断することができる。なお、内部電極パターン１２の長手方向に平行な切断においては、積層体１６の端部に内部電極パターン１２を露出させることにより、内部電極パターン１２をカットマークとして使用することができる。したがって、内部電極パターン１２を基準として、内部電極パターン１２の間を切断することにより、所定の位置で切断された積層体チップを得ることができる。

得られた積層体チップの対向端部には、隣接する内部電極パターン１２が交互に露出している。この内部電極パターン１２の露出面に外部電極用の導体ペーストを塗布し、積層体チップを焼成することにより、複数の内部電極を有するセラミック素体の両端面に外部電極が形成された積層セラミックコンデンサが得られる。なお、必要に応じて、外部電極には、Ｎｉめっき被膜やＳｎめっき被膜が形成される。

このように、内部電極パターン１２とカットマーク１４の寸法を上述のような比率とすることにより、内部電極パターン１２やカットマーク１４のスクリーン印刷時に印刷滲みが発生せず、正確な位置で積層体１６を切断することができる。したがって、設計通りの特性を有する積層セラミック電子部品を得ることができる。

また、上述のように、内部電極パターン１２の長手方向に平行な切断においては、内部電極パターン１２自体をカットマークとして使用することができるため、内部電極パターン１２の幅方向に平行な辺にカットマーク１４を形成する必要はない。また、内部電極パターン１２の長手方向に平行な辺においては、少なくとも１辺にカットマーク１４が露出していれば、積層体１６を切断する位置を決めることができる。そのため、カットマーク１４は、内部電極パターン１２が形成された領域の外側において、内部電極パターン１２の長手方向に平行な少なくとも１辺に形成されていればよい。

さらに、１つの内部電極パターン１２に対応して２つのカットマーク１４を形成し、内部電極パターン１２の長手方向の両端に合わせてカットマーク１４の端部を配置することにより、内部電極パターン１２の長手方向の中央部を明確にすることができる。それにより、所定の位置において、積層体１６を切断することができる。

厚さ２．０μｍの誘電体セラミックグリーンシート上に、Ｎｉを金属種とする導電ペーストをスクリーン印刷することにより、図１に示すような内部電極パターンとカットマークとを形成した。ここで、内部電極パターンおよびカットマークの膜厚は１．０μｍである。そして、内部電極パターンの寸法Ａ，Ｂおよびカットマークの寸法Ｃ，Ｄは、表１に示すように種々の値とした。そして、カットマークについて、印刷滲みを観察し、所定の大きさに対する滲み量を測定した。

この誘電体セラミックグリーンシートを所定の大きさに切断し、１５０枚積層圧着して積層体を形成した。そして、積層体の端部に露出したカットマークおよび内部電極パターンを基準として、隣接するカットマークの中間部および隣接する内部電極パターンの中間部で積層体を切断し、積層体チップを形成した。得られた積層体チップについて、所定の位置で切断されなかったものを観察し、カット不良率を算出した。そして、これらの結果を表１に示した。

表１の試料番号２〜５からわかるように、Ｂ：Ｄの比率が１：１〜１：２、Ｄ：Ｃの比率が１：１〜１：３の範囲が最適条件であり、このときのカット不良率は１．０％まで低減することができた。それに対して、試料番号１および試料番号６に示すように、この発明の範囲外の比率の場合、印刷滲みが大きく、カット不良率も多くなった。また、試料番号７は、特許文献１に示す寸法比率のものであり、このような寸法比率では、印刷滲みが大きく、カット不良率も高くなった。なお、Ｃ≧Ａ／２の場合、隣接するカットマークの間に隙間がなくなり、当然のことながら、所定の位置で積層体を切断することができなくなる。

この発明の積層セラミック電子部品の製造方法において、内部電極パターンおよびカットマークをスクリーン印刷したセラミックグリーンシートを示す平面図である。 内部電極パターンとカットマークの寸法比を説明するための図である。 図１に示すセラミックグリーンシートを積層した積層体を切断する状態を示す図解図である。 従来の積層セラミック電子部品の製造方法において、内部電極パターンおよびカットマークをスクリーン印刷したセラミックグリーンシートを示す平面図である。 図４に示すセラミックグリーンシートを積層した積層体を示す図解図である。 図５に示す積層体の端部を示す図解図である。 図５に示す積層体を切断して得られる積層体チップを用いた積層セラミックコンデンサを示す図解図である。 従来の積層セラミック電子部品の製造方法において、スクリーン印刷により形成されたカットマークの印刷滲みを示す図解図である。

符号の説明

１０ セラミックグリーンシート
１２ 内部電極パターン
１４ カットマーク
１６ 積層体

Claims (2)

1. セラミックグリーンシートを準備する工程と、導電ペーストを用いて前記セラミックグリーンシート上に内部電極パターンおよびカットマークをスクリーン印刷する工程と、前記内部電極パターンおよび前記カットマークが印刷されたセラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する工程と、前記カットマークを基準として前記積層体を切断する工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法であって、
   前記カットマークは、矩形形状であり、複数の前記内部電極パターンが印刷された領域の外側において、前記内部電極パターンの長手方向に平行な１辺に沿って複数印刷され、且つ各内部電極パターンに対応するように印刷されており、
   前記内部電極パターンの長手方向の長さをＡ、幅方向の長さをＢとし、前記内部電極パターンの長手方向に平行な向きの前記カットマークの長さをＣ、前記内部電極パターンの幅方向に平行な向きの前記カットマークの長さをＤとしたとき、Ｄ≦ＣかつＣ＜Ａ／２となるようにスクリーン印刷することを特徴とする、積層セラミック電子部品の製造方法。
2. 前記内部電極パターンと前記カットマークとの間に、Ｂ≦Ｄ≦２Ｂの関係が成り立つことを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。

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