JPH0536568A - 積層セラミツク電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １０〜２０μｍ厚の誘電体グリーンシート
を積層時に破損させることなく、かつ電極層の印刷に起
因したシート欠陥を生じることなく安定して積層する。
高価な位置決め用機構を要することなく、比較的僅かな
工数で高精度に誘電体グリーンシートを積層して高性能
の積層セラミック電子部品を得る。 【構成】 プラスチックベースシート１１上に誘電体
グリーンシート１２を形成した複合シート１０をそのグ
リーンシートを接着面としてキャリアプレート１３に熱
圧着した後、その複合シートからベースシートを剥離し
てキャリアプレート上にセラミック層１２ａを形成し、
このセラミック層に内部電極層１８を印刷形成し、複合
シートをそのグリーンシートを接着面として内部電極層
が形成されたセラミック層に重ね合せて熱圧着してその
ベースシートを剥離し、これらを所定回数繰返してセラ
ミック層と内部電極層からなる積層体１９を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積層セラミックコンデン
サ、積層バリスタ、積層圧電素子、積層チップインダク
タ等の積層セラミック電子部品の製造方法に関する。更
に詳しくは１０〜２０μｍ厚の誘電体グリーンシートに
よる積層セラミック電子部品の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の積層セラミック電子部品のう
ち、例えば積層セラミックコンデンサはセラミック層と
電極層を交互に積層して焼成したセラミック素体により
構成される。ここで内部電極層は交互にセラミック素体
の一方の外面と他方の外面に取出され、これらの取出し
部の上から外部接続用の端子電極が形成される。この積
層セラミックコンデンサの積層法には乾式積層法と湿式
積層法がある。乾式積層法では、先ず誘電体粉末を有機
バインダ、可塑剤及び溶剤とともに混練して誘電体スラ
リーを作り、このスラリーをドクターブレード法、カレ
ンダロール法等により誘電体グリーンシートに形成す
る。次いでこのグリーンシートを所定のサイズに切断し
グリーンシートにＰｄ又はＡｇ／Ｐｄ等の貴金属を主成
分とした導電性ペーストをスクリーン印刷法等により印
刷して内部電極層を形成する。次に内部電極層の形成さ
れたグリーンシートを複数積層し、熱圧着により一体化
して積層体になる。湿式積層法では、所定の板の上に上
記誘電体スラリーと導電性ペーストを交互に印刷塗布
し、これが複数回繰返されて積層体になる。こうして形
成された積層体は所望の形状に切断され、１２００〜１
４００℃で焼成された後、外部接続用の端子電極が付与
されて積層セラミックコンデンサになる。

【０００３】この積層セラミックコンデンサをより小型
で大容量にするためには、誘電率の高いセラミック粉末
を用いるか、或いは誘電体グリーンシートをより薄くす
る必要がある。しかし、上記乾式積層法では、グリーン
シートの厚さを２０μｍ以下に薄くすると、グリーンシ
ート自身の機械的強度が低下し、積層時に位置ずれが起
き易くまた積層一体化する時或いはその後のシートカッ
ト時にシートに亀裂やしわが発生し易い不具合があっ
た。機械的強度を上げるために誘電体スラリー中の有機
バインダを増量する方法もあるが、シート密度が小さく
なり、その結果焼結後の誘電体密度が低下しコンデンサ
としての信頼性の劣化を招来する欠点があった。また上
記湿式積層法では、印刷回数が多くなるため、製造コス
トが高価になる問題点があった。更に両積層法とも、印
刷した導電性ペーストに含まれている溶剤がグリーンシ
ートと反応して、グリーンシートにピンホールや膨潤に
よる歪み等のシート欠陥を発生させる問題点があった。

【０００４】これらの問題点を解決する方法として、次
の２つの製造方法が提案されている。第一の製造方法
は、プラスチックベースシートの表面に先ず電極層を形
成し、このベースシートの裏面に電極層のピッチに合わ
せた凹凸のある構造体を当接し、次いでこの電極層の上
からベースシートに誘電体スラリーを塗布して電極層の
ない部分のグリーンシートを厚くした複合シートを得た
後、グリーンシートのセラミック層を接着面として前記
複合シートを複数回キャリアプレートに熱圧着する方法
（特開平３−９６０２０６）である。また第二の製造方
法は、プラスチックベースシート上にグリーンシートの
セラミック層が形成された複合シートの前記セラミック
層の上に電極層を印刷形成した後、カッティングヘッド
で切断しかつ該ヘッドで吸引保持して圧着用金型内に複
数回移送して積層体を得る方法（特開平２−１６２７１
０）である。上記第一の方法は、ベースシート上の電極
層が形成されていない部分のグリーンシートを厚くする
ことにより、グリーンシートのセラミック層が乾燥した
ときにセラミック層の表面が平坦になり、これにより電
極埋込み用のグリーンシートが薄くなっても安定してこ
のグリーンシートを積層できる特長がある。また第二の
方法は複合シートが切断されてから積層に至るまでカッ
ティングヘッドで保持されているため、グリーンシート
が２０μｍ以下の厚みであっても高精度に積層できる特
長がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記２つの方
法は、いずれも電極層を印刷形成した後で積層する方法
であるため、プラスチックベースシートやベースシート
上のセラミック層にそれぞれ電極層を印刷するときに、
ベースシートを吸着保持する機構や、電極層の位置を設
定するのに正確な制御機構を要する問題点があった。更
に、積層時にはグリーンシートの位置合わせに精度の高
い読取り機構又は位置決め機構を要する問題点があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、１０〜２０μｍ厚の誘電
体グリーンシートを積層時に破損させることなく、かつ
電極層形成のための導電性ペーストの印刷に起因したシ
ート欠陥を生じることなく安定して積層し得る積層セラ
ミック電子部品の製造方法を提供することにある。本発
明の別の目的は、高価な位置決め用機構を要することな
く、比較的僅かな工数で高精度に誘電体グリーンシート
を積層して、小型で大容量の積層セラミックコンデンサ
をはじめとする高性能の積層セラミック電子部品を製造
する方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の製造方法は、図１〜図４に示すように、
(a) プラスチックベースシート１１上に誘電体グリーン
シート１２を形成して複合シート１０を得る工程と、
(b) この複合シート１０をそのグリーンシート１２を接
着面としてキャリアプレート１３に熱圧着する工程と、
(c) このキャリアプレート１３に熱圧着された複合シー
ト１０からそのベースシート１１を剥離してキャリアプ
レート１３上にセラミック層１２ａを形成する工程と、
(d) キャリアプレート１３上のセラミック層１２ａに導
電性ペーストを印刷乾燥して内部電極層１８を形成する
工程と、(e) 複合シート１０をそのグリーンシート１２
を接着面として内部電極層１８が形成されたセラミック
層１２ａに重ね合せて熱圧着してそのベースシート１１
を剥離する工程と、(f) 前記(d)及び(e)工程を所定回数
繰返してセラミック層１２ａと内部電極層１８からなる
積層体１９を得る工程とを含む方法である。なお、積層
体１９はキャリアプレート１３とともに静水圧処理して
セラミック層１２ａと内部電極層１８とを一体化するこ
とが好ましい。

【０００８】

【作用】複合シート１０をそのグリーンシート１２を接
着面としてキャリアプレート１３に熱圧着するとき、及
びキャリアプレート１３に形成されたセラミック層１２
ａに更に同様に複合シート１０を熱圧着するときに、複
合シート１０には未だ電極層１８が形成されていないの
で、積層時のシートの位置合わせに精度の高い読取り機
構又は位置決め機構が全く不要となる。また端子電極に
接続するために交互に位置をずらして設けられる内部電
極層１８の位置決めはキャリアプレート１３上のセラミ
ック層１２ａに印刷するときに行われるため、印刷基台
を所定の距離だけ平行に往復動するだけで済み簡単な機
構で精度よく行うことができる。更に熱圧着によりセラ
ミック層１２ａの表面を平坦にした後、電極層１８を印
刷するため、積層体１９は層毎に平行になり、１００層
程度までの多層印刷においても電極層１８の厚さの増加
分はセラミック層１２ａに強制的に埋設される。グリー
ンシート１２を１００層を越えて多重に積層した場合に
は、積層体１９において電極層１８が占める厚みの割合
がセラミック層１２ａに比べて小さくなり密度差が発生
するため、積層体１９を静水圧処理してセラミック層１
２ａと内部電極層１８とを一体化し、積層密度を均一化
する。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。 ＜実施例１＞図１に示すように、ポリエステルベースシ
ート１１の上面に誘電体グリーンシート１２が形成され
た複合シート１０を用意した。この複合シート１０は、
シリコーン離型剤をコーティングした厚さ７５μｍのポ
リエステルベースシート１１と、その上面にチタン酸バ
リウム系のＪＩＳ−Ｒ特性を有する誘電体スラリーをド
クターブレード法によりコーティングした後、乾燥して
形成された厚さ２０μｍの誘電体グリーンシート１２と
からなる。この誘電体スラリーはチタン酸バリウムを主
体とする誘電体粉末を１００重量％としたときに、ポリ
ビニルブチラール７．０重量％、可塑剤４．０重量％、
松やに０．２重量％、離型剤０．１重量％、トルエン８
０／エタノール２０の混合溶剤４８重量％をポリポット
で４８時間混合することにより調製された。次にこの複
合シート１０をグリーンシート１２を下向きにして表面
をアルマイト処理したアルミニウム製のキャリアプレー
ト１３上に載せ、熱プレス機１４，１５により熱圧着し
た。熱圧着はヒータ１４ａ，１５ａにより６０℃の温度
に維持し、４５Ｋｇ／ｃｍ²の圧力で１５秒間行った。

【００１０】図２に示すように、キャリアプレート１３
を室温まで冷却した後、ベースシート１１のみ複合シー
ト１０から剥離しキャリアプレート１３上にセラミック
層１２ａを形成した。このセラミック層１２ａの上に次
の複合シート１０をグリーンシート１２を下向きにして
重ね合わせ同様に熱プレス機１４，１５により熱圧着
し、ベースシート１１のみ複合シート１０から剥離し
た。図３に示すように、この積層・熱圧着・剥離を合計
６回繰返して行い、セラミック層１２ａが６層からなる
厚さ１２０μｍ（２０μｍ×６回）の積層体１６をキャ
リアプレート１３上に得た。このキャリアプレート１３
を印刷基台１７に移送して積層体１６の表面にＰｄを主
成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷し、８０℃
で４分間乾燥して内部電極層１８を形成した。この電極
層１８が形成された積層体１６の表面に次の複合シート
１０をグリーンシート１２を下向きにして重ね合わせ同
様に熱プレス機１４，１５により熱圧着し、ベースシー
ト１１のみ複合シート１０から剥離した。

【００１１】この電極層１８の形成とグリーンシート１
２の積層を１００回繰返して行い、更にこの上にグリー
ンシート１２のみ５層重ね合わせて図４に示される積層
体１９を得た。この積層体１９をキャリアプレート１３
とともに静水圧処理した。静水圧処理は図示しないナイ
ロン袋により積層体１９を被包し真空パックした後、図
示しない静水圧機に入れ、６５℃の水中で３００Ｋｇ／
ｃｍ²の圧力を加えることにより行った。図５に示され
る静水圧処理した積層体１９をキャリアプレート１３か
ら剥離し、この積層体１９を３２１６型の積層セラミッ
クコンデンサ素体にカットした。この素体を脱バインダ
処理した後、１３００℃で２時間保持し、大気圧下で焼
成してチップ型積層セラミックコンデンサ素体を得た。
このチップ型積層セラミックコンデンサ素体２０個につ
いてそれぞれ内部解析を行ったところ、デラミネーショ
ン、クラック等の欠陥を発生しているものは全くなかっ
た。

【００１２】＜実施例２＞誘電体グリーンシート１２の
厚さを１０μｍにした以外は実施例１と同一条件で３２
１６型のチップ型積層セラミックコンデンサ素体を作成
した。得られたチップ型積層セラミックコンデンサ素体
２０個についてそれぞれ内部解析を行ったところ、デラ
ミネーション、クラック等の欠陥を発生しているものは
全くなかった。

【００１３】なお、実施例１では誘電体スラリーとし
て、チタン酸バリウム系のＪＩＳ−Ｒ特性を有するもの
を説明したが、鉛系等の他の誘電体スラリーを用いても
よい。また、ベースシート１１の材質はポリエステルに
限らず、他のプラスチックシートでもよい。更に、積層
セラミックコンデンサについて説明したが、本発明はこ
れに限らず積層バリスタ、積層圧電素子、積層チップイ
ンダクタ等の積層セラミック電子部品の製造に適用でき
る。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、１
０〜２０μｍ厚の薄い誘電体グリーンシートを積層する
時にこのグリーンシートはベースシートと一体化した複
合シートとして積層されるため、破損することがない。
また電極層の印刷が平坦化したセラミック層の表面で行
われるため、印刷に起因したシート欠陥を生じることな
く安定してセラミック層の上に電極層を形成できる。ま
た、複合シートを電極層が未形成の状態で熱圧着するた
め、積層時のシートの位置合わせに精度の高い装置を必
要とせず、かつ電極層の印刷も印刷基台の所定の平行移
動で足りるため、製造コストが安価で済む。特に、従来
の製造方法が電極層のピッチに合わせた凹凸のある構造
体を用いて、積層する複合シートを平坦化していたもの
を、本発明の方法では積層されるセラミック層表面を熱
プレス機を用いて平坦化するため、電極層の印刷時には
積層体は層毎に平行になり、１００層程度までの多層印
刷においても電極層の厚さの増加分はセラミック層に強
制的に埋設され吸収できる。更に、グリーンシートを１
００層を越えて多層化する場合には、得られた積層体を
静水圧処理してセラミック層と内部電極層とを一体化す
ることにより、積層密度を均一化できる。この結果、比
較的僅かな工数で高精度に誘電体グリーンシートを積層
して、小型で大容量の積層セラミックコンデンサをはじ
めとする高性能の積層セラミック電子部品の製造が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の複合シートをキャリアプレート
上に熱圧着する状況を示す断面図。

【図２】その熱圧着した複合シートからベースシートを
剥離して次の複合シートを重ね合せて熱圧着する状況を
示す図。

【図３】そのセラミック層の積層体の表面に内部電極層
を印刷形成してその上に次の複合シートを重ね合せて熱
圧着する状況を示す図。

【図４】そのセラミック層と内部電極層とを重ね合わせ
た積層体の断面図。

【図５】静水圧処理した積層体の断面図。

【符号の説明】

１０ 複合シート １１ プラスチックベースシート １２ 誘電体グリーンシート １２ａ セラミック層 １３ キャリアプレート １４，１５ 熱プレス機 １６，１９ 積層体 １７ 印刷基台 １８ 内部電極層

【手続補正書】

【提出日】平成３年９月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【作用】複合シート１０をそのグリーンシート１２を接
着面としてキャリアプレート１３に熱圧着するとき、及
びキャリアプレート１３に形成されたセラミック層１２
ａに更に同様に複合シート１０を熱圧着するときに、複
合シート１０には未だ電極層１８が形成されていないの
で、積層時のシートの位置合わせに精度の高い読取り機
構又は位置決め機構が全く不要となる。また端子電極に
接続するために交互に位置をずらして設けられる内部電
極層１８の位置決めはキャリアプレート１３上のセラミ
ック層１２ａに印刷するときに行われるため、印刷基台
を所定の距離だけ平行に往復動するだけで済み簡単な機
構で精度よく行うことができる。更に熱圧着によりセラ
ミック層１２ａの表面を平坦にした後、電極層１８を印
刷するため、積層体１９は層毎に平行になり、多層印刷
においても電極層１８の厚さの増加分はセラミック層１
２ａに強制的に埋設される。しかしながら、積層体１９
において電極層１８が存在する部分と存在しない部分と
では密度差が発生するため、最終的に積層体１９を静水
圧処理してセラミック層１２ａと内部電極層１８とを一
体化し、積層密度を均一化する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、１
０〜２０μｍ厚の薄い誘電体グリーンシートを積層する
時にこのグリーンシートはベースシートと一体化した複
合シートとして積層されるため、破損することがない。
また電極層の印刷が平坦化したセラミック層の表面で行
われるため、印刷に起因したシート欠陥を生じることな
く安定してセラミック層の上に電極層を形成できる。ま
た、複合シートを電極層が未形成の状態で熱圧着するた
め、積層時のシートの位置合わせに精度の高い装置を必
要とせず、かつ電極層の印刷も印刷基台の所定の平行移
動で足りるため、製造コストが安価で済む。特に、従来
の製造方法が電極層のピッチに合わせた凹凸のある構造
体を用いて、積層する複合シートを平坦化していたもの
を、本発明の方法では積層されるセラミック層表面を熱
プレス機を用いて平坦化するため、電極層の印刷時には
積層体は層毎に平行になり、多層印刷においても電極層
の厚さの増加分はセラミック層に強制的に埋設され吸収
できる。更に、得られた積層体を静水圧処理してセラミ
ック層と内部電極層とを一体化することにより、積層密
度を均一化できる。この結果、比較的僅かな工数で高精
度に誘電体グリーンシートを積層して、小型で大容量の
積層セラミックコンデンサをはじめとする高性能の積層
セラミック電子部品の製造が可能となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 (a) プラスチックベースシート(11)上に
   誘電体グリーンシート(12)を形成して複合シート(10)を
   得る工程と、 (b) 前記複合シート(10)をそのグリーンシート(12)を接
   着面としてキャリアプレート(13)に熱圧着する工程と、 (c) 前記キャリアプレート(13)に熱圧着された複合シー
   ト(10)からそのベースシート(11)を剥離して前記キャリ
   アプレート上にセラミック層(12a)を形成する工程と、 (d) 前記キャリアプレート(13)上のセラミック層(12a)
   に導電性ペーストを印刷乾燥して内部電極層(18)を形成
   する工程と、 (e) 前記複合シート(10)をそのグリーンシート(12)を接
   着面として前記内部電極層(18)が形成されたセラミック
   層(12a)に重ね合せて熱圧着してそのベースシート(11)
   を剥離する工程と、 (f) 前記(d)及び(e)工程を所定回数繰返してセラミック
   層(12a)と内部電極層(18)からなる積層体(19)を得る工
   程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】 (f)工程の後で、積層体(19)をキャリア
   プレート(13)とともに静水圧処理してセラミック層(12
   a)と内部電極層(18)とを一体化する請求項１記載の積層
   セラミック電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 静水圧処理はキャリアプレート(13)とと
   もに積層体(19)をプラスチック袋で被包し真空パックし
   た後で行われる請求項２記載の積層セラミック電子部品
   の製造方法。