JPH07263271A - 積層セラミック部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミックグリーンシートを薄膜化し、積層
数を多くしても構造欠陥や短絡不良等の発生を防止し、
信頼性の高い小型大容量の積層セラミック部品を、工業
的に容易に製造することのできる製造方法を提供するこ
とにある。 【構成】 第１支持フィルムの表面上にセラミックグリ
ーンシートを形成するシート形成ステップと、第２支持
フィルムの表面上に、導体パターンを印刷形成して内部
電極シートを形成する印刷形成ステップと、前記第１支
持フィルムのセラミックグリーンシート側と、前記第２
支持フィルムの内部電極シート側を重ねて熱圧着する接
合ステップと、接合ステップにより得られた接合体から
第２支持フィルムを剥離する剥離ステップと、前記第１
支持フィルム上の接合シートを切断し、第１支持フィル
ムを剥離して単位シートを形成する切断ステップと、前
記単位シートを所定の数を積層して積層体を形成する積
層ステップと、前記積層体を熱圧着して一体化する熱圧
着ステップからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層セラミック部品の
製造方法に係り、特に内部電極とセラミックシートを積
層する工程の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、積層セラミックコンデンサや積層
セラミックバリスタなど積層セラミック部品は、その需
要が増大している。積層セラミック部品は、一般的に、
セラミックシートを積層して構成されている。

【０００３】このような積層セラミック部品として、積
層セラミックコンデンサの一例を以下に説明する。すな
わち、粉末状のセラミック誘電体材料に樹脂バインダと
溶剤を混合し、これをドクターブレード工法などにより
シート状に成型して、セラミックグリーンシートを形成
する。次に、このセラミックグリーンシートを所定の大
きさに切り、この表面に、スクリーン印刷などにより内
部電極用のペーストを塗布して、所定の大きさの導体パ
ターンを印刷形成する。そして、内部電極の印刷された
セラミックグリーンシートを所定枚数積層し、熱圧着す
ることにより一体化したセラミック積層体を形成する。
このセラミック積層体を一定の大きさに切断してチップ
を形成する。このチップを焼成した後、内部電極の端部
の露出面に外部電極を設ける。このようにして、チップ
形の積層セラミックコンデンサが形成される。

【０００４】なお、積層時には、セラミックグリーンシ
ートは、これに形成された導体パターンを一層ごとに位
置をずらして積層する。これは、積層体を切断してチッ
プを形成した時に、内部電極の一方の端部が交互に露出
するように位置決めをして行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
積層セラミックコンデンサでは、次のような問題があっ
た。すなわち、近年、積層セラミックコンデンサは回路
部品の高密度化に伴い、小形且つ大容量化が要求され、
しかも高い信頼性が望まれている。積層セラミックコン
デンサを小形大容量化するためには、セラミックグリー
ンシートを薄膜化すると共に、積層数を多くすることが
必要である。

【０００６】しかし、図１０に示すように、セラミック
グリーンシート２を薄膜化すると、積層後の熱圧着の
際、内部電極４の厚みだけ、セラミックグリーンシート
２間に、空隙部Ａが生じていることになる。この空隙部
Ａは、積層数が多くなるほど累積されて大きくなる。こ
のような空隙部Ａがあると、積層体にデラミネーション
（層間剥離）やクラック（亀裂）等の構造的欠陥が引き
起こされることになる。これでは、得られた積層セラミ
ックコンデンサにおいて、耐電圧の低下等を招くことに
なり、信頼性も低下することになる。

【０００７】さらに、セラミックグリーンシートが薄膜
化されると、セラミックグリーンシートにピンホールや
凹部等が生じ易くなる。このような状態で内部電極用の
ペーストを印刷した場合、セラミックグリーンシートの
ピンホールや凹み部に電極ペーストが侵入してしまう。
その結果、得られた積層セラミックコンデンサにおいて
は、短絡不良や絶縁破壊電圧の低下を引き起こすことに
なる。

【０００８】上述について具体的に説明すると、厚さ３
０μｍのセラミックグリーンシートでは、乾燥後の膜厚
が５μｍとなる内部電極を塗布した場合、積層数が５０
層でもデラミネーションは生じないことが確認されてい
る。しかし、厚さ１５μｍとなるセラミックグリーンシ
ートでは、積層数が３０層以上でほぼ全数にデラミネー
ションが見られることが判明している。さらに、短絡不
良の発生率については、厚さ１５μｍのシートを用いた
ほうが圧倒的に多くなることも判明している。

【０００９】このように、従来技術では、デラミネーシ
ョン等の構造的欠陥を発生させないために積層数に上限
があり、また、短絡不良等の発生率を低くするために薄
膜化に限界があり、これらから、大容量化を図ることが
困難となってる。なお、このような不具合は積層セラミ
ックコンデンサだけではなく、積層セラミックバリスタ
など、全ての積層セラミック部品に共通であった。

【００１０】このような問題を解決するため、セラミッ
クグリーンシート上に内部電極を塗布した後、内部電極
の設けられていない部分に、内部電極と同じ厚みのセラ
ミックシートを設ける方法などが提案されているが、実
際には位置決めなどが困難で工業的に実施できるもので
はなかった。

【００１１】本発明は上記のような問題点を解決するた
めに成されたものであり、その第１の目的は、セラミッ
クグリーンシートを薄膜化し、積層数を多くしても、セ
ラミックグリーンシートに電極ペーストが侵入すること
がなく、短絡不良や耐圧不良の発生を防止する積層セラ
ミック部品の製造方法を提供することである。また、第
２の目的は、セラミックグリーンシート上に内部電極を
設けた状態で、表面に凹凸が発生しないように形成する
ことで、デラミネーションなどの構造欠陥が発生するこ
となく、信頼性の高い小型大容量の積層セラミック部品
を製造することのできる方法を提供することである。さ
らに、第３の目的は、工業的に容易に製造することので
きる積層セラミック部品の製造方法を提供することであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記のような問題点を解
決するために、請求項１記載の発明では、導体パターン
を印刷形成したセラミックシートを積層し、熱圧着して
セラミック積層体を形成する積層セラミック部品の製造
方法において、第１支持フィルムの表面上に、セラミッ
ク粉末と樹脂及び溶剤からなるスラリーを塗布、乾燥し
てセラミックグリーンシートを形成するシート形成ステ
ップと、第２支持フィルムの表面上に、内部電極となる
導体パターンを印刷形成して内部電極シートを形成する
印刷形成ステップと、前記第１支持フィルムのセラミッ
クグリーンシート側と、前記第２支持フィルムの内部電
極シート側を重ねて熱圧着し、セラミックグリーンシー
トと内部電極シートからなる接合シートを有する第１支
持フィルムと第２支持フィルムの接合体を形成する接合
ステップと、前記接合体から、第２支持フィルムを剥離
する剥離ステップと、前記第１支持フィルム上の接合シ
ートを切断し、第１支持フィルムを剥離して単位シート
を形成する切断ステップと、前記単位シートを所定の数
を積層して積層体を形成する積層ステップと、前記積層
体を熱圧着して一体化する熱圧着ステップとを有するこ
とを特徴とする。

【００１３】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の第１支持フィルムと第２支持フィルムとして、連
続した帯状フィルムが使用されることを特徴とする。

【００１４】

【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は、次
のようになる。すなわち、セラミックグリーンシートと
は別に、内部電極となる導体パターンを第２支持フィル
ムに印刷形成し、これをホットローラを使用してセラミ
ックグリーンシートと圧着することにより、接合シート
を形成してあるため、導体パターンがセラミックグリー
ンシートに食い込み、接合されたシートの表面は平滑に
なる。また、この圧着によりセラミックグリーンシート
にピンホールや凹部があった場合でも、この部分に電極
ペーストが侵入することがない。このため、セラミック
グリーンシートの厚みが薄くなっても、短絡不良や耐圧
不良の発生を防止することができる。

【００１５】さらに、セラミックグリーンシートと内部
電極シートをそれぞれ形成するための第１及び第２支持
フィルムが連続した帯状フィルムが使用されることによ
り、製造装置の自動化が可能で、工業化することが可能
となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明による積層セラミック部品の製
造方法に関して、積層セラミックコンデンサを例にと
り、図面に基づき具体的に説明する。ここで、図１はシ
ート形成ステップ、図２及び図３は印刷形成ステップ、
図４は接合ステップ、図５は剥離ステップ、図６は切断
ステップ、図７は積層ステップ、図８は熱圧着ステップ
を示し、図９は本実施例により積層される積層体を示す
概念図である。なお、従来技術と同様の部材については
同一の符号を付す。

【００１７】（１）実施例の構成 まず、図１に示すように、ポリエステルなどの合成樹脂
フィルムからなる帯状の第１支持フィルム１の一方の表
面に、セラミック誘電体粉末と、ポリビニルブチラール
などの樹脂バインダ、及び溶剤からなるスラリーを、リ
バースロール法やグラビアコーティング法などにより塗
布し、乾燥することによって、セラミックグリーンシー
ト２を形成した（シート形成ステップ）。

【００１８】次に、図２及び図３に示すように、ポリエ
ステルなどの合成樹脂フィルムからなる帯状の第２支持
フィルム３の表面に、電極ペーストをグラビア印刷方式
等により、一定間隔で配置された導体パターンとして印
刷し、内部電極４を形成した（印刷形成ステップ）。な
お、電極ペーストは、パラジウム等の導電性金属粉末に
樹脂ビヒクルを混合したものである。また、セラミック
ペーストは、前記セラミックグリーンシートの形成に用
いたものと同じ誘電体材料粉末と樹脂ビヒクルを混合し
たものである。

【００１９】続いて、図４に示すように、セラミックグ
リーンシート２を塗布した第１支持フィルム１と、内部
電極４を印刷した第２支持フィルム３を、それぞれの塗
布面を内部側にして重ね合わせて、ヒータを内蔵したホ
ットロール６間を通過させることにより熱圧着した。こ
れにより、セラミックグリーンシート２表面に内部電極
４の接合された接合シートを形成した（接合ステッ
プ）。この接合ステップにより形成された接合シートは
熱圧着により内部電極４がセラミックグリーンシート２
に食い込んだ平滑な表面を有している。

【００２０】次に、図５に示すように、接合シートか
ら、第２支持フィルム３のみを剥離した（剥離ステッ
プ）。

【００２１】そして、図６に示すように、第１支持フィ
ルム１上の接合シート７を、切断搬送用ヘッド８により
所定の単位の大きさに打ち抜いて、切断した（切断ステ
ップ）。この切断したものを、切断搬送用ヘッド８に設
けられた真空チャックにより保持して移動させた。この
移動方向は、予め用意してある電極の印刷されていない
ダミーシート１０方向となり、このダミーシート１０上
に積層した。この積層時には、図７に示すように、内部
電極がその積層下部の内部電極と一定寸法だけ位置がず
れるように行った。これは、積層時に、１層毎に１８０
度回転して重ねることにより行った（積層ステップ）。
これを繰り返して所定枚数の積層を終了したら、図８に
示すように、得られた積層体上にダミーシート１０を重
ね、ホットプレス９により熱圧着して、全体を一体化し
て、図９に示すような多数の内部電極を有するセラミッ
ク積層体を形成した（熱圧着ステップ）。この後、既知
の方法で、切断、焼成を行ってセラミックチップを形成
し、この内部電極の端部の露出面に外部電極を設けて積
層セラミックコンデンサを製造した。

【００２２】（２）実施例の作用及び効果 以上のような本実施例では、シート形成ステップにおい
て、セラミックグリーンシートを第１支持フィルム表面
に形成し、印刷形成ステップにおいて、内部電極ペース
ト及びセラミックペーストからなる内部電極シートを第
２支持フィルム３表面に印刷形成している。そして、内
部電極ペーストが乾燥して、内部電極４が形成される
と、第１と第２の支持フィルムを支持フィルム１，３を
外側として熱圧着することにより、セラミックグリーン
シート２と内部電極４が接合されている。このとき、接
合シートは内部電極４がセラミックグリーンシート２に
食い込み、その表面が平滑なものとなっている。そし
て、この熱圧着によりセラミックグリーンシート２にピ
ンホールや凹み部等の不良部があったとしても、その不
良部に電極ペーストが侵入することは発生しない。これ
により、セラミックグリーンシートの厚みを薄くしてピ
ンホールや凹み部等の不良部が発生しやすい状態でも、
この不良部による短絡不良や耐圧不良の発生や絶縁破壊
電圧の低下を防止することができる。

【００２３】上記のようにして、セラミックグリーンシ
ート上に形成される内部電極として、前記の平滑な内部
電極シートが使用されるため、これを単位層として積層
すると、内部電極の厚みによる間隙部の発生することの
ない、積層体を形成することができる。これにより、デ
ラミネーション等の構造的欠陥の発生することのない信
頼性の高い積層セラミックコンデンサを得ることができ
る。

【００２４】本実施例では、セラミックグリーンシート
と内部電極シートとが、それそれ帯状の第１・第２支持
フィルム上に設けられるため、支持フィルムの流れに応
じてシート形成・印刷形成ステップから切断・積層ステ
ップまでを連続的に行うことができる。また、切断搬送
用ヘッドが接合シート７を切断して搬送し、しかも１枚
毎に１８０°回転して積層していくため、積層体の導体
パターンは一層ごとに位置がずれた状態となる。これ
は、切断してチップを形成した時に、内部電極の一方の
端部が交互に露出されることができる。このように、本
実施例では、シート形成・印刷形成ステップから切断・
積層ステップまで、製造装置の自動化が可能となり、工
業的にも実施価値の高い積層セラミックコンデンサの製
造方法となる。

【００２５】したがって、セラミックグリーンシートを
薄膜化して、しかもこれを多層に積層することが可能と
なるため、積層セラミックコンデンサの小型・大容量に
大きく貢献することができる。

【００２６】なお、前記実施例では、積層セラミックコ
ンデンサの製造工程を説明したが、本発明においては、
積層セラミックバリスタなどの他の積層セラミック部品
に関しても、同様の製造方法とすることができ、この場
合も、同様の効果を得ることができる。また。本発明の
製造方法の各ステップの具体的な構成は、適宜変更可能
である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明で
は、誘電体を形成するためのセラミックグリーンシート
と、内部電極とをそれぞれ別々にシートとして形成した
後、接合するため、内部電極シートが平滑な表面を有す
るものとなり、積層しても電極厚みによる間隙を生じな
いし、セラミックグリーンシートに万一ピンホールや凹
部があった場合でも、この部分に電極ペーストが侵入す
ることがない。したがって、セラミックグリーンシート
の厚みが薄くなっても、短絡不良や耐圧不良の発生の防
止される積層セラミック部品の製造方法を提供すること
ができる。

【００２８】また、請求項２記載の発明では、セラミッ
クグリーンシートと内部電極シートが連続的に形成可能
とすることにより、工業的に容易に製造することのでき
る積層セラミック部品の製造方法を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層セラミック部品の製造方法の一実
施例を示し、セラミックグリーンシートを形成するシー
ト形成ステップを示す側面図。

【図２】図１の実施例において、内部電極シートを形成
する印刷形成ステップを示す平面図。

【図３】図２の側面図。

【図４】図１と図２で得られたセラミックグリーンシー
トと内部電極シートを圧着接合する接合ステップを示す
側面図。

【図５】図４で得られた接合シートから第２支持フィル
ムを剥離する剥離ステップを示す側面図。

【図６】図５から接合シートを切断する切断ステップを
示す側面図。

【図７】図６で得られた切断シートを積層する積層ステ
ップを示す側面図。

【図８】図７で得られた積層体を熱圧着する熱圧着ステ
ップを示す側面図。

【図９】本実施例により積層される積層体を示す概念
図。

【図１０】従来技術により積層される積層体を示す概念
図。

【符号の説明】

Ａ … 空隙部 １ … 第１支持フィルム ２ … セラミックグリーンシート ３ … 第２支持フィルム ４ … 内部電極 ６ … ホットロール ７ … 接合シート ８ … 切断搬送用ヘッド １０ … ダミーシート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体パターンを印刷形成したセラミック
   シートを積層し、熱圧着してセラミック積層体を形成す
   る積層セラミック部品の製造方法において、 第１支持フィルムの表面上に、セラミック粉末と樹脂及
   び溶剤からなるスラリーを塗布、乾燥してセラミックグ
   リーンシートを形成するシート形成ステップと、 第２支持フィルムの表面上に、内部電極となる導体パタ
   ーンを印刷形成して内部電極シートを形成する印刷形成
   ステップと、 前記第１支持フィルムのセラミックグリーンシート側
   と、前記第２支持フィルムの内部電極シート側を重ねて
   熱圧着し、セラミックグリーンシートと内部電極シート
   からなる接合シートを有する第１支持フィルムと第２支
   持フィルムの接合体を形成する接合ステップと、 前記接合体から、第２支持フィルムを剥離する剥離ステ
   ップと、 前記第１支持フィルム上の接合シートを切断し、第１支
   持フィルムを剥離して単位シートを形成する切断ステッ
   プと、 前記単位シートを所定の数を積層して積層体を形成する
   積層ステップと、 前記積層体を熱圧着して一体化する熱圧着ステップとを
   有することを特徴とする積層セラミック部品の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記第１支持フィルムと第２支持フィル
   ムとして、連続した帯状フィルムが使用されることを特
   徴とする請求項１記載の積層セラミック部品の製造方
   法。