JPH01176278A - 積層セラミツク電子材料の製造方法 - Google Patents
積層セラミツク電子材料の製造方法Info
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- JPH01176278A JPH01176278A JP63000132A JP13288A JPH01176278A JP H01176278 A JPH01176278 A JP H01176278A JP 63000132 A JP63000132 A JP 63000132A JP 13288 A JP13288 A JP 13288A JP H01176278 A JPH01176278 A JP H01176278A
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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。
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、主と七て電子材料分野で使用される積層セラ
ミック材料の製造方法に関するものであシ、さらに詳し
くは異種の材料1例えば、誘電体セラミックと金属導体
、誘電体セラミックと絶縁体セラミック、圧電体セラミ
ックと金属導体等を層状にして互いに密着して積層する
ことにより、優れた機能を発現させることを目的とした
電子材料。
ミック材料の製造方法に関するものであシ、さらに詳し
くは異種の材料1例えば、誘電体セラミックと金属導体
、誘電体セラミックと絶縁体セラミック、圧電体セラミ
ックと金属導体等を層状にして互いに密着して積層する
ことにより、優れた機能を発現させることを目的とした
電子材料。
すなわち、積層セラミック電子材料の製造方法に関する
ものである。このような積層セラミック電子材料の代表
例として、積層セラミックコンデンサがある。
ものである。このような積層セラミック電子材料の代表
例として、積層セラミックコンデンサがある。
(従来の技術)
積層セラミック電子材料の代表例である積層セラミック
コンデンサは、その大きさが例えば5.2(ト)X 2
.5111(Wlと非常に小さいにもかかわらず、1μ
Fにも達する極めて大きな静電容量を有するという優れ
た特徴を持っている。
コンデンサは、その大きさが例えば5.2(ト)X 2
.5111(Wlと非常に小さいにもかかわらず、1μ
Fにも達する極めて大きな静電容量を有するという優れ
た特徴を持っている。
本発明において、大きさを表わす記号、L、W。
T等は1日本電子機械工業会規格: RC−5402の
規定にしたがう。
規定にしたがう。
このような小型大容量の積層セラミックコンデンサは、
より小屋高密度化する電子機器のニーズにも合致し、広
く使用されると共に、よシ小型大容量化の傾向を強めて
いる。
より小屋高密度化する電子機器のニーズにも合致し、広
く使用されると共に、よシ小型大容量化の傾向を強めて
いる。
積層セラミックコンデンサの小型大容量化を達成するた
めには、積層数を増やすことが、最も有効な手段である
。
めには、積層数を増やすことが、最も有効な手段である
。
積層セラミック電子材料の代表例である積層セラミック
コンデンサは、従来1例えば第1図に示すようなフロー
にしたがって製造嘔れている。すなわち、セラミック粉
末と有機バインダー、有機溶媒および若干の有機質添加
物等を混合してスリップ化し、このスリップをドクター
ブレード法等でシート化してセラミックシートを作シ、
このセラミックシートを適当な大きさに切断し、これに
金属ペース)1印刷して電極層を形成し、この電極層を
形成し九セラミックシートを必要な枚数だけ積層し、こ
れをプレス後、所望の大きさにカットして積層セラミッ
ク成形体とし、この積層セラミック成形体を大気中で加
熱して、有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機
質添加物等を除去し、焼成し、さらに、これに外部電極
を付け、積層セラミックコンデンサを製造する。
コンデンサは、従来1例えば第1図に示すようなフロー
にしたがって製造嘔れている。すなわち、セラミック粉
末と有機バインダー、有機溶媒および若干の有機質添加
物等を混合してスリップ化し、このスリップをドクター
ブレード法等でシート化してセラミックシートを作シ、
このセラミックシートを適当な大きさに切断し、これに
金属ペース)1印刷して電極層を形成し、この電極層を
形成し九セラミックシートを必要な枚数だけ積層し、こ
れをプレス後、所望の大きさにカットして積層セラミッ
ク成形体とし、この積層セラミック成形体を大気中で加
熱して、有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機
質添加物等を除去し、焼成し、さらに、これに外部電極
を付け、積層セラミックコンデンサを製造する。
積層セラミックコンデンサ以外の積層セラミック電子材
料についても、はぼこれと同様のプロセスで製造されて
いる。
料についても、はぼこれと同様のプロセスで製造されて
いる。
本発明では、加熱によプ有機バインダー、有機溶媒、そ
の他若干の有機質添加物等を除去することを、以後バー
ンアウトと称する。
の他若干の有機質添加物等を除去することを、以後バー
ンアウトと称する。
(発明が解決しようとする課題)
このような従来性われている積層化技術にし九がう限り
、積層eitどこまでも上げることは不可能である。す
なわち、積層数を増やしていけば。
、積層eitどこまでも上げることは不可能である。す
なわち、積層数を増やしていけば。
vMNすべき異種層の闇1例えば、117L他層と誘電
体層との間でy8M時に剥離が生じる現象、すなわち。
体層との間でy8M時に剥離が生じる現象、すなわち。
デラミネーションが発生する。
このようなデラミネーションは、積層セラミック電子材
料の機能の低下、内部での短絡あるいは断線、4命の低
下、故障の増加等をも几らし、大きな問題となっている
。デラミネーションの原因Fi1未だ充分には解明され
ていない。
料の機能の低下、内部での短絡あるいは断線、4命の低
下、故障の増加等をも几らし、大きな問題となっている
。デラミネーションの原因Fi1未だ充分には解明され
ていない。
セラミックシートを必要な枚数だけ積層し、これtプレ
スする際に、積層し几セラミックシートの間に気泡が入
って接着不良の部分ができれば。
スする際に、積層し几セラミックシートの間に気泡が入
って接着不良の部分ができれば。
その部分がデラミネーションになることは当然あ)得る
。しかし、一般に行われるように、プレスを真空中で行
う等の工夫上して、iラミックシート同士を完全に接着
して積層しても、積層数を増やしていけば、やけプデラ
ミネーションが発生する。
。しかし、一般に行われるように、プレスを真空中で行
う等の工夫上して、iラミックシート同士を完全に接着
して積層しても、積層数を増やしていけば、やけプデラ
ミネーションが発生する。
そのようなデラミネーションの原因は、−収約には密着
すべき異種層の間1例えば、電極層と誘電体層の間の焼
結時の収縮率が異なる危めと解釈されている。
すべき異種層の間1例えば、電極層と誘電体層の間の焼
結時の収縮率が異なる危めと解釈されている。
その九め、デラミネーションの解決策としては。
密着すべき異種層1例えば、電極層と誘電体層の焼結時
の収縮率をできるだけ一致させる試みが行われているが
、その収縮率を完全に一致させることは困難であり、積
層数が少な込場合は、それほど問題とならないが、積層
数が多くなると、わずかな収縮率の不一致が蓄積され、
ついには、デラミネーションに至るものと考えられる。
の収縮率をできるだけ一致させる試みが行われているが
、その収縮率を完全に一致させることは困難であり、積
層数が少な込場合は、それほど問題とならないが、積層
数が多くなると、わずかな収縮率の不一致が蓄積され、
ついには、デラミネーションに至るものと考えられる。
本発明は、積層数が増加し友場合でも、デラミネーショ
ンの発生なし忙積層セラミック電子材料を得る仁とを目
的とするもので69.具体的な実施形態として、積層セ
ラミックコンデンサは%に価値ある対象として挙げられ
る。
ンの発生なし忙積層セラミック電子材料を得る仁とを目
的とするもので69.具体的な実施形態として、積層セ
ラミックコンデンサは%に価値ある対象として挙げられ
る。
(課題を解決するための手段)
本発明者らは、高積層数を有する積層セラミック電子材
料、特に積層セラミックコンデンサの製造において、い
かにしてデラミネーションの発生を抑えるべきかについ
て鋭意検討を重ねぇ結果、デラミネーションの発生原因
として、バーンアウト時に積層セラミック成形体に極め
て微小な亀裂が生じ、しかも、この亀裂は、意外にも積
層した層と層の間に沿って生じてお)、これがデラミネ
ーションの引き金になっていることを解明し、驚くべき
ことく、真空条件下でバーンアウトを行えば、バーンア
ウト時にチップ内に亀裂が発生せず。
料、特に積層セラミックコンデンサの製造において、い
かにしてデラミネーションの発生を抑えるべきかについ
て鋭意検討を重ねぇ結果、デラミネーションの発生原因
として、バーンアウト時に積層セラミック成形体に極め
て微小な亀裂が生じ、しかも、この亀裂は、意外にも積
層した層と層の間に沿って生じてお)、これがデラミネ
ーションの引き金になっていることを解明し、驚くべき
ことく、真空条件下でバーンアウトを行えば、バーンア
ウト時にチップ内に亀裂が発生せず。
したがって、これを焼結してもデラミネーションは全く
発生しないことを発見し比。本発明は、かかる知見に基
いてなされたものである。
発生しないことを発見し比。本発明は、かかる知見に基
いてなされたものである。
すなわち1本発明は、セラミック粉末、金属粉末、有機
バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等か
らなる積層セラミック成形体から。
バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等か
らなる積層セラミック成形体から。
加熱によシ有機バインダー、有機溶媒、−その他若干の
有機質添加物等を除去する場合において、その加熱を真
空中で行うことを特徴とする積層セラミック電子材料の
製造方法である。
有機質添加物等を除去する場合において、その加熱を真
空中で行うことを特徴とする積層セラミック電子材料の
製造方法である。
従来、加熱によシ有機バインダー、有機溶媒。
その他若干の有機質添加物等を除去する操作、すなわち
、バー7アウトは空気中で行われるのが普通である。こ
れは、バーンアウトの目的が積層セラミック成形体を構
成するセラミックシートや電極層中に含まれている有機
バインダー、可塑剤。
、バー7アウトは空気中で行われるのが普通である。こ
れは、バーンアウトの目的が積層セラミック成形体を構
成するセラミックシートや電極層中に含まれている有機
バインダー、可塑剤。
有機溶媒等を焼き飛ばすことにあるtめ、空気中で加熱
する必要があると考えちれているからである。
する必要があると考えちれているからである。
ただし1例外的には、空気以外の雰囲気中でバーンアウ
トを行うことも一部の分野ではなされている。
トを行うことも一部の分野ではなされている。
すなわち、ハイブリットICに使用される積層セラきツ
ク基板の分野の一部で低コスト化を目指し、導体に鋼や
ニラクル等の卑金属を用いようとの狙いから、これら卑
金属の酸化防止を目的とし。
ク基板の分野の一部で低コスト化を目指し、導体に鋼や
ニラクル等の卑金属を用いようとの狙いから、これら卑
金属の酸化防止を目的とし。
空気以外の非酸化性雰囲気中でバーンアウトを行う試み
がなされている。
がなされている。
しかし、この試みは1次の理由から、やむなく行われて
いるのが現状である。すなわち、ノ・イブリットICに
使用式れる積層セラミック基板中の導体は、積層セラミ
ックコンデンサの内部電極と同様に、金属粉末と有機バ
インダー、有a!溶媒および若干の有機質添加物等を混
練してペースト化し、所望のパターンに基板上へ印刷し
、乾燥後。
いるのが現状である。すなわち、ノ・イブリットICに
使用式れる積層セラミック基板中の導体は、積層セラミ
ックコンデンサの内部電極と同様に、金属粉末と有機バ
インダー、有a!溶媒および若干の有機質添加物等を混
練してペースト化し、所望のパターンに基板上へ印刷し
、乾燥後。
焼成によって焼き付けるのが通常であるが、導体に使用
する金属が卑金属の場合は、空気中で焼成すると酸化石
れてしまうため、非酸化性雰囲気中。
する金属が卑金属の場合は、空気中で焼成すると酸化石
れてしまうため、非酸化性雰囲気中。
例えは、ヘリウム、アルゴン等の不活性雰囲気中。
あるいは窒素中等で焼成することにより、パー7アク)
を行わなければならないのである。
を行わなければならないのである。
ま九、積層セラミック基板の材料に高純度アルミナを使
用する場合、導体にタングステンやモリブデン等の高融
点金属を用いるが、この場合、バーンアラトラ真空中ま
几は水素中で行うこともある。しかし、この場合も先の
例と同様に、タングステンやモリブデンが酸化に弱いt
めと、主として経済的理由から、バーンアウトと同時に
焼結まで行うことがらシ、その場合、高純度アルミナが
真空中ま几は水素中でなければ焼結しない几め。
用する場合、導体にタングステンやモリブデン等の高融
点金属を用いるが、この場合、バーンアラトラ真空中ま
几は水素中で行うこともある。しかし、この場合も先の
例と同様に、タングステンやモリブデンが酸化に弱いt
めと、主として経済的理由から、バーンアウトと同時に
焼結まで行うことがらシ、その場合、高純度アルミナが
真空中ま几は水素中でなければ焼結しない几め。
やむなく行われているのが現状である。
一方で、レンガ、碍子、自動車部品等の大型の部品金プ
レスや射出成形等で成形し、そのバーンアウトを減圧ま
たは真空中で行う場合がある(例えば、!#開昭5?−
39775)、これは、成形体が大型で厚さも厚いため
%空気中で成形体く含まれる有機物全速やかに除去する
こと、および有機物の酸化反応によって発生する変形や
クラックを防止すること金目的に行われるものである。
レスや射出成形等で成形し、そのバーンアウトを減圧ま
たは真空中で行う場合がある(例えば、!#開昭5?−
39775)、これは、成形体が大型で厚さも厚いため
%空気中で成形体く含まれる有機物全速やかに除去する
こと、および有機物の酸化反応によって発生する変形や
クラックを防止すること金目的に行われるものである。
しかし、厚さが通常10冨1以下である積層セラミック
電子材料においては、充分注意しさえすれば。
電子材料においては、充分注意しさえすれば。
空気中でのバーンアウト時にこのような変形やクラック
が入ることはあプ得ず、したがって、そのような真空中
でのバーンアウトは行われていない。
が入ることはあプ得ず、したがって、そのような真空中
でのバーンアウトは行われていない。
また、このような原因で発生するクラックはかなシ大き
く1本発明者らが積層セラミック成形体で発見した極め
て微小な亀裂とは全く異質のものであシ、こうしたクラ
ックは、必ずしも積層し次層と層の間に沿って発生する
とは限らず、 L、7jがって、このようなりラックは
、密着すべき異種膚の間で発生する剥離現象、すなわち
、デラミネーションの原因と、直接結び付けて考えられ
たことはない。
く1本発明者らが積層セラミック成形体で発見した極め
て微小な亀裂とは全く異質のものであシ、こうしたクラ
ックは、必ずしも積層し次層と層の間に沿って発生する
とは限らず、 L、7jがって、このようなりラックは
、密着すべき異種膚の間で発生する剥離現象、すなわち
、デラミネーションの原因と、直接結び付けて考えられ
たことはない。
積層セラミック電子材料を製造する場合において、バー
ンアラ)1真空中で行うことには実用的意味が見い出さ
れておらず、コスト、生産性等の面からも現実的ではな
く、事実上真空中のバーンアウトは行われていない。
ンアラ)1真空中で行うことには実用的意味が見い出さ
れておらず、コスト、生産性等の面からも現実的ではな
く、事実上真空中のバーンアウトは行われていない。
これに対し1本発明者らは、積層セラミック電子材料を
製造する場合において、バーンアラトラ真空中で行うと
いう、従来とは全く異なつ九発想に基づき、これt−実
践することによυ、デラミネ−ジョンの完全除去という
予想外の成果を達成するこにに成功し1本発明をなすに
至った。
製造する場合において、バーンアラトラ真空中で行うと
いう、従来とは全く異なつ九発想に基づき、これt−実
践することによυ、デラミネ−ジョンの完全除去という
予想外の成果を達成するこにに成功し1本発明をなすに
至った。
本発明のさらに詳しい実施態様について、以下に説明す
る。
る。
本発明において、真空中でバーンアウトする際に必要な
真空度ij 50 torr以上、好ましくは5tor
r以上である。真空度f(50torr以上に限定する
理由は、真空度がs o torrよシ低ければ。
真空度ij 50 torr以上、好ましくは5tor
r以上である。真空度f(50torr以上に限定する
理由は、真空度がs o torrよシ低ければ。
真空中でバーンアウトする効果が得られず、積層セラミ
ック成形体に微小な亀裂が生じ始め、焼結時にデラミネ
ーションが発生し出すからであシ。
ック成形体に微小な亀裂が生じ始め、焼結時にデラミネ
ーションが発生し出すからであシ。
s o torr以上であれば、実用上問題になるデラ
ミネーションの発生は見られない。さらに、真空度が5
torr以上であれば、全くデラミネーションの発生
は生じない。
ミネーションの発生は見られない。さらに、真空度が5
torr以上であれば、全くデラミネーションの発生
は生じない。
本発明において、真空中でバーンアウトを行えば何故微
小な亀裂の発生が抑制きれるのか、その理由は明らかで
ない。しかし、恐らく真空中では。
小な亀裂の発生が抑制きれるのか、その理由は明らかで
ない。しかし、恐らく真空中では。
大気圧が存在する場合と異なシ、加熱によって有機バイ
ンダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等を除去
する際に、積層セラミック成形体に亀裂を発生嘔せるよ
うな収縮や圧縮等の応力の発生が起仁らないのであろう
と推量できるが、詳細は不明である。
ンダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等を除去
する際に、積層セラミック成形体に亀裂を発生嘔せるよ
うな収縮や圧縮等の応力の発生が起仁らないのであろう
と推量できるが、詳細は不明である。
本発明においては、真空中でバーンアウトを行うため、
積層セラミック成形体に含まれる有機バインダー、有機
溶媒、その他若干の有機質添加物等は、真空中で飛散す
るものであることが望ましい、@に有機バインダーにつ
いては、その選択は重要である。有機溶媒やその他若干
の有機質添加物等は、蒸気圧が比較的高いため、真空中
で加熱すれは容易に蒸発するのに対し、有機バインダー
の場合は、一般に高分子量のポリマー金有機バインダー
として使用するため、蒸気圧が低く蒸発しKくく、真空
中の加熱によって蒸発する以前に炭化してしまう。した
がって、有機バインダーには真空中での加熱時に分解・
飛散するようなポリマー’を選択しなければならない。
積層セラミック成形体に含まれる有機バインダー、有機
溶媒、その他若干の有機質添加物等は、真空中で飛散す
るものであることが望ましい、@に有機バインダーにつ
いては、その選択は重要である。有機溶媒やその他若干
の有機質添加物等は、蒸気圧が比較的高いため、真空中
で加熱すれは容易に蒸発するのに対し、有機バインダー
の場合は、一般に高分子量のポリマー金有機バインダー
として使用するため、蒸気圧が低く蒸発しKくく、真空
中の加熱によって蒸発する以前に炭化してしまう。した
がって、有機バインダーには真空中での加熱時に分解・
飛散するようなポリマー’を選択しなければならない。
ポリマーの分解・飛散が充分でなければ、ポリマーは加
熱によシ炭化してカーボンになシ、積層セラミック成形
体内忙残留する。このように積層セラミック成形体内に
残留したカーボンは、空気中で500C以上の高温で焼
成することによ)焼き飛ばすことはある程度可能である
が、完全忙カーボンを焼き飛ばすことはむずかしく、ま
友、不用意に加熱すれはカーボンが焼失する時、素体の
セラミックmt−還元し、諸物性を劣化させる仁とも生
じる定め、有機バインダーの選択に当tっては、真空中
の加熱でできるだけ炭化しないような有機バインダーを
選択することが望ましい。
熱によシ炭化してカーボンになシ、積層セラミック成形
体内忙残留する。このように積層セラミック成形体内に
残留したカーボンは、空気中で500C以上の高温で焼
成することによ)焼き飛ばすことはある程度可能である
が、完全忙カーボンを焼き飛ばすことはむずかしく、ま
友、不用意に加熱すれはカーボンが焼失する時、素体の
セラミックmt−還元し、諸物性を劣化させる仁とも生
じる定め、有機バインダーの選択に当tっては、真空中
の加熱でできるだけ炭化しないような有機バインダーを
選択することが望ましい。
そのような有機バインダーとして、MMAやDMA等の
メタクリレート系のポリマーは特に好適である。
メタクリレート系のポリマーは特に好適である。
本発明で真空中の加熱温度は、積層セラミック成形体中
の有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加
物等が充分に分解・飛散する温度でなけれはならない。
の有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加
物等が充分に分解・飛散する温度でなけれはならない。
そのような温度は2000以上が好ましい。その理由は
、200Cより低い温度の場合、有機バインダーの分解
・飛散が生じに<<、実用上意味がないためである。2
00C以上の温度であれば、ポリマーの飛散が生じ始め
。
、200Cより低い温度の場合、有機バインダーの分解
・飛散が生じに<<、実用上意味がないためである。2
00C以上の温度であれば、ポリマーの飛散が生じ始め
。
一定の時間内に有機バインダーを完全に除去することが
可能となる。しかし、実際的によ)短い時間で有機バイ
ンダーを分解・飛散させるtめには。
可能となる。しかし、実際的によ)短い時間で有機バイ
ンダーを分解・飛散させるtめには。
250C以上がよ)好ましい。
本発明で加熱時間は、加熱温度に依存するため一概に決
定することは困難であるが、有機物が飛散するに充分な
時間を費やすことが好ましい。
定することは困難であるが、有機物が飛散するに充分な
時間を費やすことが好ましい。
ただし1本発明で加熱温度とは、積層セラ°ミック成形
体中の有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質
添加物等を除去するtめに昇温し九場合の最高温度をい
う。また、加熱時間とは、加熱温度で保持する時間をい
う。
体中の有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質
添加物等を除去するtめに昇温し九場合の最高温度をい
う。また、加熱時間とは、加熱温度で保持する時間をい
う。
本発明で所定の加熱温度に昇温するまでの時間は1%に
重要である。所定の加熱温度に急激に昇温すれば、積層
セラミック成形体内の有機溶媒。
重要である。所定の加熱温度に急激に昇温すれば、積層
セラミック成形体内の有機溶媒。
その他の有機質添加物等が短時間に気化するため。
気化した気体が速やかに飛散することができず。
積層セラミック成形体内に滞留し、積層セラミック成形
体く膨れや亀裂が生じてしまう。
体く膨れや亀裂が生じてしまう。
本発明においては、所定の加熱温度をその温度まで達す
る!IC要した時間で割った値を換算昇温速度と称する
。この換算昇温速度の値は、昇温時間が長ければ長いほ
ど小さくなる。例えば、100C−まで昇温するのに1
0分掛かれば、換算昇温速度は10C/分でお5.II
)0分かかればIC/分である。本発明で昇温に要する
時間は、換算昇温速度で10C/分に相当する時間以上
長いことが好ましく、よシ好ましくは換算外は速度で1
C/分に相当する時間以上長くである。昇@に要する時
間が、換算昇温速度で10C/分に相当する時間よシ短
ければ、積層セラミック成形体に膨れや亀裂が生じてし
まう。昇温時間が換算昇温速度で10C/分に相当する
時間以上長ければ、そのようなことは実質的に問題なく
一1石らに、換算昇温速度でIC/分に相当する時間以
上長ければ全く問題はない。
る!IC要した時間で割った値を換算昇温速度と称する
。この換算昇温速度の値は、昇温時間が長ければ長いほ
ど小さくなる。例えば、100C−まで昇温するのに1
0分掛かれば、換算昇温速度は10C/分でお5.II
)0分かかればIC/分である。本発明で昇温に要する
時間は、換算昇温速度で10C/分に相当する時間以上
長いことが好ましく、よシ好ましくは換算外は速度で1
C/分に相当する時間以上長くである。昇@に要する時
間が、換算昇温速度で10C/分に相当する時間よシ短
ければ、積層セラミック成形体に膨れや亀裂が生じてし
まう。昇温時間が換算昇温速度で10C/分に相当する
時間以上長ければ、そのようなことは実質的に問題なく
一1石らに、換算昇温速度でIC/分に相当する時間以
上長ければ全く問題はない。
所定の加熱温度までの昇は方法は、一定の割合、例えば
、0.3C/分と云った速度で昇温しでもかまわないし
、昇温途中で昇温速度を必要に応じて代えても、伺えば
、ts+B;で5時間1次に。
、0.3C/分と云った速度で昇温しでもかまわないし
、昇温途中で昇温速度を必要に応じて代えても、伺えば
、ts+B;で5時間1次に。
200Cで2時間というふうに、所定の温度で一定時間
保持しつつ昇温してもかまわない。
保持しつつ昇温してもかまわない。
以上1本発明は、積層セラミック電子材料の代表例であ
る積層セラミックコンデンサを中心に説明し友が1本発
明が積層セラミックコンデンサに限定されるものでない
ことは自明である。本発明け1本発明方法を積層セラミ
ックコンデンサ以外の積層セラミック電子材料1例えば
、積層セラミック基板、積層圧電素子等に応用すること
を妨げるものではない。
る積層セラミックコンデンサを中心に説明し友が1本発
明が積層セラミックコンデンサに限定されるものでない
ことは自明である。本発明け1本発明方法を積層セラミ
ックコンデンサ以外の積層セラミック電子材料1例えば
、積層セラミック基板、積層圧電素子等に応用すること
を妨げるものではない。
さらに1本発明の方法は、積層セラミック電子材料以外
のセラミック材料のバーンアウトにも有効な方法として
応用可能である。
のセラミック材料のバーンアウトにも有効な方法として
応用可能である。
(発明の効果)
本発明の方法によれば、積層数、各層の厚さ。
各層の相対的面積比等に係わらずデラミネーションの発
生なく、積層セラミック電子材料を得る仁とが可能とな
った。この友めデラミネーションに基づく、積層セラミ
ック電子材料の機能の低下。
生なく、積層セラミック電子材料を得る仁とが可能とな
った。この友めデラミネーションに基づく、積層セラミ
ック電子材料の機能の低下。
内部の短絡あるいは断線、寿命の低下、故障の増加等が
なくなり、信頼性が大幅に向上した。
なくなり、信頼性が大幅に向上した。
また、積層数に係わらすデラミネーションの発生なく、
積層セラミック電子材料を得ることが可能であるため、
従来より高機能の電子材料9例えば、小型高容量の積層
セラミックコンデンサ、高集積積層セラミック基板、高
い偏位差を出し得る圧電素子等を得ることが可能となつ
几。
積層セラミック電子材料を得ることが可能であるため、
従来より高機能の電子材料9例えば、小型高容量の積層
セラミックコンデンサ、高集積積層セラミック基板、高
い偏位差を出し得る圧電素子等を得ることが可能となつ
几。
(実施例)
実施例1
平均粒径0.2μmのチタン酸パ】Jラムを主成分とす
るセラミック原料粉末100重量部、ポリメチルメタク
リルレート14重量部、メチルエチルケトン53重量部
、トリクロロエタン80重量部。
るセラミック原料粉末100重量部、ポリメチルメタク
リルレート14重量部、メチルエチルケトン53重量部
、トリクロロエタン80重量部。
天然魚油0.6重量部1合成界面活性剤0.8重量部。
ブチルベンジルフタレート1重量部をボールミルで48
時間混合し、スリップを得友。
時間混合し、スリップを得友。
このスリップをドクターブレド法で製膜し、厚さ20μ
mのセラミックシートにした。このセラミックシートを
12.5X14(IIIに切断し、 Ag−Pd(組成
比7:3)電極を印刷し、この上にセラミックシートを
置き、再びAg−Pd電極を印刷する操作を繰り返して
、最終的に80層まで積み上げ友。この上下各々に、セ
ラミックシート10枚を張)付け、80 C9200k
)/cIMでプL/スした後。
mのセラミックシートにした。このセラミックシートを
12.5X14(IIIに切断し、 Ag−Pd(組成
比7:3)電極を印刷し、この上にセラミックシートを
置き、再びAg−Pd電極を印刷する操作を繰り返して
、最終的に80層まで積み上げ友。この上下各々に、セ
ラミックシート10枚を張)付け、80 C9200k
)/cIMでプL/スした後。
電極パターンに応じてカットし、グリーンチップを得た
。
。
このグリーンチップを真空中、150C4で240分で
上げ、150Cから250Cまで300分で上げ、さら
に250Cから550Cまで500分かけて上げた後、
5soCで30分間加熱して。
上げ、150Cから250Cまで300分で上げ、さら
に250Cから550Cまで500分かけて上げた後、
5soCで30分間加熱して。
ポリメチルメタクリルレート、メチルエチルケトン。
トリクロロエタン、天然魚油1合成界面活性剤。
ブチルベンジルフタレート等の有機バインダー。
有機溶媒、その他若干の有機質添加物等を除去し次。
この加熱したグリーンチップを、さらに空気中。
1100Cで3時間焼結した。得られた焼結体の大きす
t13.2(L)x2.5 (%%5xt、5cr)
++nで、これを観察した結果、デラミネーションの発
生は全く見られない理想的なものであった。
t13.2(L)x2.5 (%%5xt、5cr)
++nで、これを観察した結果、デラミネーションの発
生は全く見られない理想的なものであった。
これに外部電極を付け、積層セラミックコンデンサを完
成し、静電容量を測定したところ、5.5μFと極めて
大きいと共に、その信頼性も非常に高く、実用上極めて
有益なものであつt。
成し、静電容量を測定したところ、5.5μFと極めて
大きいと共に、その信頼性も非常に高く、実用上極めて
有益なものであつt。
実施例2
実施例1で得られたグリーンチップを真空中で、100
Cまで100分で上げ、tooCで60分保持し、to
oCから150Cまで120分で上げ、tsoCで12
0分保持し、150Cから200Cまで200分であげ
、200Cで100分保持し、200Cから250Cま
で500分で上け、zsoCで300分保持し、250
Cから300Cまで500分で上げた後、300Cで6
0分保持して加熱し、有機バインダー、有機溶媒、その
他若干の有機質添加物等を除去した。
Cまで100分で上げ、tooCで60分保持し、to
oCから150Cまで120分で上げ、tsoCで12
0分保持し、150Cから200Cまで200分であげ
、200Cで100分保持し、200Cから250Cま
で500分で上け、zsoCで300分保持し、250
Cから300Cまで500分で上げた後、300Cで6
0分保持して加熱し、有機バインダー、有機溶媒、その
他若干の有機質添加物等を除去した。
その後、空気中、1100Cで2時間焼結し九。
仁の焼結体を観察したところ、デラミネーションの発生
は全く見られなかつ友。
は全く見られなかつ友。
実施例3
実施例1で作つ九スリップをロールコーティング法で製
膜し、厚さ17μmのセラミックシートを得た。
膜し、厚さ17μmのセラミックシートを得た。
このセラミックシートに、 Ag−Pd (組成比7:
3)電極を所定の電極パターンに印刷し、この印刷した
セラミックシートを15Xi50Bの大きさに切断し、
80枚積み重ねた。さらに、この積み重ねたセラミック
シートの上下に、印刷をしていないセラミックシートを
各々10枚ずつ重ね合わせた。これを80 C1200
kg/(Imで静水圧プレス機でプレスし友後、電極パ
ターンに応じてカットし、グリーンチップを得た。
3)電極を所定の電極パターンに印刷し、この印刷した
セラミックシートを15Xi50Bの大きさに切断し、
80枚積み重ねた。さらに、この積み重ねたセラミック
シートの上下に、印刷をしていないセラミックシートを
各々10枚ずつ重ね合わせた。これを80 C1200
kg/(Imで静水圧プレス機でプレスし友後、電極パ
ターンに応じてカットし、グリーンチップを得た。
このグリーンチップを真空中、100Cまで100分で
上げ、tooCで30分保持し、100Cから180C
まで200分で上げ、180Cから200Cまで300
分であげ、200Cから280Cまで300分で上げt
後、280Cで300分保持して加熱し、有機バインダ
ー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等を除去した
。
上げ、tooCで30分保持し、100Cから180C
まで200分で上げ、180Cから200Cまで300
分であげ、200Cから280Cまで300分で上げt
後、280Cで300分保持して加熱し、有機バインダ
ー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等を除去した
。
その後、空気中、1G90Cで3時間焼成することによ
って焼結した。
って焼結した。
この焼結体の大きさは5.2(すx 1.6 (W)
x 1.2(1)龍で、これを観察し友ところ、デラミ
ネーションの発生は全く見られず、理想的な積層セラミ
ックコンデンサ用の焼結体であつto これに外部電極を付け、積層セラミックコンデンサを完
成し、静電容量を測定したところ、2.6μFと極めて
大きいと共に、その信頼性も非常に高く、実用上極めて
有益なものであった。
x 1.2(1)龍で、これを観察し友ところ、デラミ
ネーションの発生は全く見られず、理想的な積層セラミ
ックコンデンサ用の焼結体であつto これに外部電極を付け、積層セラミックコンデンサを完
成し、静電容量を測定したところ、2.6μFと極めて
大きいと共に、その信頼性も非常に高く、実用上極めて
有益なものであった。
実施例4
主成分がアルミナであるセラミック原料粉末100重量
部と、ポリメチルメタクリレート12重量部、メチルエ
チルケトン53重量部、トリクロロエタン70重量部、
天然魚油0.5重量部1合成界面活性剤0.8重量部、
ブチルベンジル7タレート1重量部をボールミルで48
時間混合し、スリップを得た。このスリップをドクター
ブレド法で製膜し、厚さ25μmのセラミックシートに
し次。このセラミックシートを12.5X14(IIに
切断し、Ag−Pd (組成比8:2)電極を印刷し、
この上にセラミックシートを置き、再びAg−Pd電極
を印刷する操作を繰シ返して、最終的に70層まで積み
上げた。この上下各々(、セラミックシート5枚を張り
付け、80C,150Q/6mでプレスしt後、約70
x 70 ++nにカットしてグリーンアルミナ基板
を作成した。
部と、ポリメチルメタクリレート12重量部、メチルエ
チルケトン53重量部、トリクロロエタン70重量部、
天然魚油0.5重量部1合成界面活性剤0.8重量部、
ブチルベンジル7タレート1重量部をボールミルで48
時間混合し、スリップを得た。このスリップをドクター
ブレド法で製膜し、厚さ25μmのセラミックシートに
し次。このセラミックシートを12.5X14(IIに
切断し、Ag−Pd (組成比8:2)電極を印刷し、
この上にセラミックシートを置き、再びAg−Pd電極
を印刷する操作を繰シ返して、最終的に70層まで積み
上げた。この上下各々(、セラミックシート5枚を張り
付け、80C,150Q/6mでプレスしt後、約70
x 70 ++nにカットしてグリーンアルミナ基板
を作成した。
このグリーンアルミナ基板を、真空中で85Cまで50
分で上げ、85Cで10分保持し、85Cから150C
まで180分で上げ、150Cで60分保持し、150
Cから250Cまで500分であげ、230Cで30分
保持し、230Cから500Cまで120分で上げ、5
ooCで60分保持し、300Cから380Cまで80
分で上げたi、380Cで60分保持して加熱し、有機
バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等を
除去し友。
分で上げ、85Cで10分保持し、85Cから150C
まで180分で上げ、150Cで60分保持し、150
Cから250Cまで500分であげ、230Cで30分
保持し、230Cから500Cまで120分で上げ、5
ooCで60分保持し、300Cから380Cまで80
分で上げたi、380Cで60分保持して加熱し、有機
バインダー、有機溶媒、その他若干の有機質添加物等を
除去し友。
さらに、これを空気中、900Cで2時間焼結した。
得られた焼結体を観察したところ、デラミネーションの
発生は全く見られなかった。
発生は全く見られなかった。
この基板は、電子回路の集積度を大きく高めると共に、
その信頼性を飛躍的に向上させるものであつ几。
その信頼性を飛躍的に向上させるものであつ几。
実施例5
亜鉛ジルコン酸鉛(通称PZT )粉末100重量部と
、ポリメチルメタクリレート12重量部。
、ポリメチルメタクリレート12重量部。
メチルエチルケトン70重量部、ブチルアルコール25
重量部、天然魚油O,S重量重量部1界成界性剤0.8
重量部、ブチルベンジル7タレート1重量部をボールミ
ルで48時間混合し、スリップを得た。
重量部、天然魚油O,S重量重量部1界成界性剤0.8
重量部、ブチルベンジル7タレート1重量部をボールミ
ルで48時間混合し、スリップを得た。
このスリップをドクターブレード法で製膜し。
厚さ25μmのセラミックシートを作成した。
このセラミックシートに、 Pd電極を所定の電極パタ
ーンに印刷し、この印刷したセラミックシートを15X
15011の大きさに切断し、120枚積み重ねた。さ
らに、この積み重ねたセラミックシートの上下に、印刷
をしていないセラミックシートを各々10枚ずつ重ね合
わせ友。これを70C0200kg7gで静水圧プレス
機でプレスした後、電極ハターンに応じてカットし、グ
リーンチップを得た。
ーンに印刷し、この印刷したセラミックシートを15X
15011の大きさに切断し、120枚積み重ねた。さ
らに、この積み重ねたセラミックシートの上下に、印刷
をしていないセラミックシートを各々10枚ずつ重ね合
わせ友。これを70C0200kg7gで静水圧プレス
機でプレスした後、電極ハターンに応じてカットし、グ
リーンチップを得た。
このグリーンチップを真空中で、100Cまで100分
で上げ、IQQCで60分保持し、100Cから150
Cまで120分で上げ、 150Cから20QCまで2
00分であげ、200Cで100分保持し、200 C
から250C1で200分で上げ、250Cから500
Cまで500分で上げt後、5oaCで60分保持して
加熱し、有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機
質添加物等を除去し次。
で上げ、IQQCで60分保持し、100Cから150
Cまで120分で上げ、 150Cから20QCまで2
00分であげ、200Cで100分保持し、200 C
から250C1で200分で上げ、250Cから500
Cまで500分で上げt後、5oaCで60分保持して
加熱し、有機バインダー、有機溶媒、その他若干の有機
質添加物等を除去し次。
さらに、これを空気中、1300C15時間焼結し友。
得られた焼結体を観察し九ところ、デラミネーションは
全く見られず、圧電素子として極めて有用なものであっ
た。
全く見られず、圧電素子として極めて有用なものであっ
た。
比較例1
実施例1および実施例5の積層セラミックコンデンサ用
のグ1】−ンチップを、各々実施例1および実施例5と
同じ温度条件、ただし、真空中ではなく空気中で加熱し
、有機バインダー、有機溶媒。
のグ1】−ンチップを、各々実施例1および実施例5と
同じ温度条件、ただし、真空中ではなく空気中で加熱し
、有機バインダー、有機溶媒。
その他若干の有機質添加物等を除去した。
これら加熱し几グリーンチップを、各々実施例1および
実施例3の焼結条件で焼結し、積層セラミックコンデン
サ用の焼結体を得た。
実施例3の焼結条件で焼結し、積層セラミックコンデン
サ用の焼結体を得た。
これらの焼結体には、いずれもデラミネーションが発生
しておシ、実用上使用できないものであった。
しておシ、実用上使用できないものであった。
比較例2
実施例4で作成したグリーンアルミナ基板を空気中で、
実施例4と同じ温度条件で加熱し、有機バインダー、有
機溶媒、その他若干の有機質添加物等を除去しt後、さ
らに、実施例4と同じ焼結条件で焼結した。
実施例4と同じ温度条件で加熱し、有機バインダー、有
機溶媒、その他若干の有機質添加物等を除去しt後、さ
らに、実施例4と同じ焼結条件で焼結した。
この焼結体を観察したところ、デラミネーションの発生
が見られ、実用に供することのできないものであった。
が見られ、実用に供することのできないものであった。
比較例3
実施例5で作成したグリーンチップを空気中で、実施例
5と同じ温度条件で加熱し、有機バインダー、有機溶媒
、その他若干の有機質添加物等を除去した後、さらに、
実施例5と同じ焼結条件で焼結した。
5と同じ温度条件で加熱し、有機バインダー、有機溶媒
、その他若干の有機質添加物等を除去した後、さらに、
実施例5と同じ焼結条件で焼結した。
得られた焼結体を観察したところ、デラミネーションの
発生が見られ、実用に供することが困難な焼結体であつ
几。
発生が見られ、実用に供することが困難な焼結体であつ
几。
第1図は、従来の積層セラミックコンデンサの製造方法
の一例を示すフローシートである。
の一例を示すフローシートである。
Claims (2)
- 1.セラミック粉末、金属粉末、有機バインダー、有機
溶媒、その他若干の有機質添加物等からなる積層セラミ
ック成形体から、加熱により有機バインダー、有機溶媒
、その他若干の有機質添加物等を除去する場合において
、その加熱を真空中で行うことを特徴とする積層セラミ
ック電子材料の製造方法。 - 2.積層セラミツク電子材料が積層セラミックコンデン
サである請求項1記載の積層セラミック電子材料の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63000132A JPH01176278A (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | 積層セラミツク電子材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63000132A JPH01176278A (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | 積層セラミツク電子材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01176278A true JPH01176278A (ja) | 1989-07-12 |
Family
ID=11465504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63000132A Pending JPH01176278A (ja) | 1988-01-05 | 1988-01-05 | 積層セラミツク電子材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01176278A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991015023A1 (fr) * | 1990-03-28 | 1991-10-03 | Taiyo Yuden Kabusikigaisha | Condensateur en ceramique et production de ce condensateur |
| WO1991015024A1 (fr) * | 1990-03-28 | 1991-10-03 | Taiyo Yuden Kabusikigaisha | Condensateur en ceramique et production de ce condensateur |
| US5453409A (en) * | 1991-06-05 | 1995-09-26 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Ceramic capacitor and method for fabricating the same |
-
1988
- 1988-01-05 JP JP63000132A patent/JPH01176278A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991015023A1 (fr) * | 1990-03-28 | 1991-10-03 | Taiyo Yuden Kabusikigaisha | Condensateur en ceramique et production de ce condensateur |
| WO1991015024A1 (fr) * | 1990-03-28 | 1991-10-03 | Taiyo Yuden Kabusikigaisha | Condensateur en ceramique et production de ce condensateur |
| US5453409A (en) * | 1991-06-05 | 1995-09-26 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Ceramic capacitor and method for fabricating the same |
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