JPH02177309A - 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素子、積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図に記載され
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、内部電極層（２２）が１層お
きに外部電極＜２３）により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Ｍ電極層（２２〉を１層おきに外部電
極層（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層のないマージン部分（２４）を
設けて外部電極（２３）と内部電極層（２２）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
小さくなると５部品中に占める電気的に不活性なマージ
ン部分く２４）の面積が増大し、有効な内部電極層（Ｚ
２）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がら
して非常に困難であるため、ある程度の大きさより小さ
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、内部電極層と外部！極を接続す
る際に、側面に露出した内部電極層に１層おきに選択的
なドライエツチング処理を施した後、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ＪＷ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電極層間隔をもっ積Ｈ＃を結体
においても、内部を極層を外部電極と一層おきに接続す
ることができ、内Ｓ電極層間隔７０ミクロン以下の積層
体において有効内部電極層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
、高密度の積層型電子部品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
いる内部電極層にドライエツチング用外部電極を接続し
、まず、一方の該ドライエツチング用外部電極をカソー
ドとしてドライエツチング処理を施すことによりドライ
エツチング用外部電極が不在の一方の側面の内部電極層
をＩＭおきに所望の深さに除去して溝部を得、更に他方
のドライエツチング用外部ｔｉをカソードとしてドライ
エツチング処理を施すことによりドライエツチング用外
部電極が不在の他方の側面の内部電極層を１層おきに所
望の深さに除去して溝部を得、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
造方法に係る。

［作　用］ 以下、本発明のｒ！Ｉ、ｇ型セラミックス電子部品の製
造方法を図を使用して説明する。

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１０〜１００μ鐙程度
）に内部電極層を印刷する。ここで内部電極層の印刷方
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１を極層の厚さは通常５〜１５ミクロン程度である。

また、内部を極層の材質は特に限定されるものではない
。

なお、セラミックスの材質は製造する電子部品の種類例
えば積層型セラミックスコンデンサ、積層型圧電アクチ
ュエータ素子、積層型バリスタ等に依存するものであり
、個々の目的に適した任意のものを使用することができ
る。

次に、内部電極層（２）を印刷したセラミックスグリー
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ｔ［１層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ペーストを焼き付けて
ドライエツチング用外部電極（３）とする。

次に、ドライエツチング用外部電極（３）を設置した積
層焼結体にドライエツチング処理を施す。

第３図は本発明の積層型セラミックス電子部品の電極を
選択的に除去するために使用するドライエツチング装！
　（１０）の模式図である０本発明に使用するドライエ
ツチングとしては、プラズマ放電を利用した選択的エツ
チングを施すことができるスパッタエツチング法、イオ
ンビームスパッタエツチング法、グローエツチング法等
を挙げることができる。

第３図に示すようなドライエツチング装置（ｌＯ）内に
第２図に示す形状を有する積層焼結体（１６）を装填し
、該ｆＩ層焼結体の除去したい内部電極層側と平板アノ
ード電極〈１２）を対向するようにドライエツチング装
置（１０）内の絶縁体（１５）上に配置する（第４図）
、このとき、ドライエツチング用外部電極（３）と接続
している１層おきの内部電極層（２）にはＤＣ電源（１
１）から負電圧が印加されるとカソードとなるようにな
っている。ドライエツチング装置（１０）内を１１１気
口（１４）から脱気することにより一度真空排気を行な
い、次に、不活性ガス導入口（１３）からドライ空気、
Ａ「、Ｎ２等の不活性ガスを導入し、ドライエツチング
装置（１０）内の真空圧力を０．１〜１０Ｐａに調整す
る。その後、カソードに負電圧（数百ポルトル数キロボ
ルト）を印加し、プラズマ放電を開始させ、プラスにイ
オン化した不活性ガス分子が電界強度の高い１層おきの
内部電極層（２）を選択的にスパッタエツチングする。

内部電極層（２）の種類にもよるが導入ガスに微量のＣ
Ｆ　４などのフロン化合物を添加することによりエツチ
ングレイトを大きくすることが可能である。第５図はド
ライエツチング処理後の積層焼結体である。カソードと
したドライエツチング用外部電極＜３）に接続する内部
電極Ｎ（２）のみが除去されて溝部（４）が得られる。

次に、ドライエツチングを施した側面と反対側の側面を
平板アノード電極（１２）と対向するように配置し、先
にカソードとしたドライエツチング用外部電極（３）と
異なる側のドライエツチング用外部；極（３）をカソー
ドとして接続する内部電極層（２）を上述と同様に処理
して１層おきに除去して溝部（４）を得る。なお、溝部
（４）の深さは操作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がドライエツチング処理された積
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（４）を形成しており、次に、この溝部
（４）にエポキシ樹脂等の絶縁樹脂を含浸し、硬化させ
て絶縁体層（５）を得る。

次に、絶縁体層＜５）を有する側面を研摩して外部電極
（６）と接続したい内部電極層（２）が露出させる。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（６）は内部電極層〈２）が１層
おきに露出している相対する側面に銀ベーストなどで新
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、内部電極層（２）を１層おきに外部を極（６
）と接続する際１、絶縁体層〈５）を形成するにあたっ
て内部Ｔｉ極層（２）をＩＮおきにドライエツチング処
理により除去するので、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（５）を簡単に形成することができ、内部電極層
（２）と外部電極（６）閏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層（２）と外部電極（６）を
ＩＭ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、Ｗｉ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、ドライエツチング処理による方法は
除去したい電極が選択的に且つ同時に除去でき、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。

なお、本明ＭＪ書に記載する術語「積層型セラミックス
電子部品」は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素子、積層型バリスタ等の電子
部品を意味することを理解されたい。

［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ス電子
部品の製造方法を更に説明する。

実瀦１土 まず、　Ｐ　ｂ（Ｚ　ｒＴ　ｉ）Ｏｓ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
成したセラミックス粉体をサンドミルで粉砕し、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、ドクタブレ
ード法を用いてグリーンシートをｆヤ製する。

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？８電
極（白金）を印刷した０次に、７×１４ｍｍの大きさに
切断後、第１図に示すような形状に７０枚堵層し、加熱
圧着し、脱脂、１２００℃で焼成して積層焼結体を得た
。このとき積層体の内部電極層間隔は３５ミクロンであ
り、内部電極層の厚みは５ミクロンであった。

次に、得られた積層焼結体の西側面を軽く研摩し、内部
′：４極層を露出させた後、第２図に示すように銀ペー
ストを焼き付けてドライエツチング用外部電極を形成し
た。この積層焼結体をドライエツチング装置に入れ、除
去したい内部ｔｉ層側をカソードにし、電圧（２５０〜
１００ＯＶ）を印加し、電流値０．１アンペア、Ａ「ガ
ス圧５．０〜６．０Ｐａの条件で５０分間のドライエツ
チング処理を行なった。この結果、５０分間で厚さ５ミ
クロンの内部電極層が０　、１　ｍｍの深さで除去でき
た。次に、反対側についても同様の操作により内部電極
層を除去した。

次に、内部電ｉ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と形成し、軽く研＋２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鴫−×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わかった。

夫施−例−乏 まず、コンデンサ用材料として好適である＜ｐｂ、Ｂ　
ａ）（Ｍ　ｇ−Ｎ　ｂ、Ｚ　ｒ、　Ｔ　ｉ）Ｏ）系セラ
ミックス粉体を、サンドミルで粉砕し、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、真空脱泡したのち、ドクタブレード法
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［
１（銀−パラジウム）を印刷した。

次に、５×１４ｍｍの大きさに切断後、第１図に示すよ
うな形状に３０枚ｔ’ｉｔ層し、加熱圧着し、脱脂、１
１００℃で焼成して頂層焼結体を得た。このとき積層体
の内部電極層間隔は２５ミクロンであった。この焼結体
の西側面を軽＜？ｉＪＩ＊ｔ、、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ドラ
イエツチング用外部電極を形成した。この積層焼結体を
ドライエツチング装置に入れ、除去したい内部電極層側
をカソードにし、電圧（２５０〜１０００Ｖ）を印加し
、電流値０．１アンペア、Ａｒガス圧５．Ｃ１〜６．Ｏ
Ｐａの条件で１０分間のドライエツチング処理を行なっ
た。

この結果、１０分間で厚さ５ミクロンの内部電極層が５
０ミクロンの深さで除去できた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た。

次に、内部電極層を除去した後の溝部にエポキシ樹脂な
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１ｇ電極を形成し、エ
ポキシ樹脂で外装して、１！Ｉ２Ｉ×横３１１Ｉ＋１×
高さ１１１の積層型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、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ＴＬ＃
ｉ層を外部電極層とＩＮおきに確実に接続することがで
き、内部電極間隔７０ミクロン以下の超小形、高密度の
ＷｔＮ型セラミックス電子部品を製造することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はグリーンシートを積層し、真空加熱圧着を行な
って作製した焼結積層体を示す図であり、第２図はドラ
イエツチング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図はドライエツチング装置を示す図で
あり、第４図はドライエツチング処理を行なう時の積層
体と平板アノード電極の関係を示す図であり、第５図は
ドライエツチング処理を行なった後の積層焼結体を示す
図であり、第６図はドライエツチング処理を施した後の
溝に絶縁体を含浸させ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
ミックス電子部品の概略図である１図中、１・・・圧電
体、２・・・内部電極層、３・・・ドライエツチング用
外部電極、４・・・溝部、５・・・絶縁体層、６・・・
外部電極、１０・・・ドライエツチング装置、１１・・
・ＤＣ電源、１２・・・平板アノード電極、１３・・・
不活性ガス導入口、１４・・・排気口、１５・・・絶縁
体、１６・・・積層焼結体、２１・・・圧電体層、２２
・・・内部電極層、２３・・・外部電極、２４・・・マ
ージン部分、Ａ・・・切断ライ特許出願人　小野田セメ
ント株式会社 代　　理　　人　　曽　　我　　道　　照［′Ｉ、：、
、“第１図 第３図

Claims (2)

【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内部電極層
   にドライエッチング用外部電極を接続し、まず、一方の
   該ドライエッチング用外部電極をカソードとしてドライ
   エッチング処理を施すことによりドライエッチング用外
   部電極が不在の一方の側面の内部電極層を１層おきに所
   望の深さに除去して溝部を得、更に他方のドライエッチ
   ング用外部電極をカソードとしてドライエッチング処理
   を施すことによりドライエッチング用外部電極が不在の
   他方の側面の内部電極層を１層おきに所望の深さに除去
   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．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記載の方法。