JPH08130154A - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １μｍ程度厚みの薄い電極でも電極を傷つけ
ることなく積層することができる積層セラミックコンデ
ンサの製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 ベースフィルム４上に、グラビア印刷により
形成する複数の電極層５とセラミックスラリー１５を塗
出ヘッド２３により塗出させて形成する複数のセラミッ
ク生シート６とを交互に積層してセラミック生シート積
層体７を形成し、次に、このセラミック生積層シート７
をベースフィルム４を剥離することなく他のセラミック
生積層シート上にベースフィルム４側から加熱圧着して
積層し、その後、ベースフィルム４のみを剥離し、所定
に切断、焼成し、外部電極３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子機器に用いら
れる積層セラミックコンデンサの製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベースフィルム上に連続的にセラ
ミック生積層シートを形成する方法としては、特公昭６
２−３２５５５号公報等で提案されている積層工法があ
る。これは、図１３に示すように、送り孔のあるベース
フィルム上にグラビア印刷によるセラミック生シート６
の形成とホットメルトスクリーン等による電極層５の形
成とを交互にくり返してセラミック生積層シート７を
得、これを切断して焼成した後、外部電極を形成するも
のである。ここで、セラミック生シート６は、図１３に
示すように、グラビア版１６が矢印の方向に回転すると
同時に、インキ溜１４の内部に入っているセラミックス
ラリー１５が持ち上げられ、ドクター１７で余分なセラ
ミックスラリーがかき取られる。次に、ベースフィルム
４上に形成されたセラミック生積層シート７上に、この
セラミックスラリー１５が塗布されることとなる。ま
た、圧胴１８により、ベースフィルム４側よりセラミッ
ク生積層シート７をグラビア版１６に押しつけている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、積層セラミッ
クコンデンサの電極は２μｍ前後と非常に薄く印刷され
るため、上記方法のように電極層５の形成されたセラミ
ック生シート６上に、直接グラビア印刷によりセラミッ
クスラリー１５を塗布する際、グラビア版１６が電極層
５に直接接した場合、この電極層５が傷つき断線の原因
となり、製品の歩留を落としてしまうという問題点を有
していた。そのため、電極層５の層数が２０層、４０
層、１００層と大きくなるほど、積層セラミックコンデ
ンサの歩留が悪くなり、途中でロットアウトとなってし
まった場合損失が大きくなる。

【０００４】そこで、本発明は、１μｍ程度厚みの薄い
電極でも電極を傷つけることなく積層することができる
積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、ベースフィルム上に、グラビア印刷ある
いはオフセットグラビア印刷により形成する複数の電極
インキ層と、セラミックスラリーを塗出ヘッドより塗出
させて形成する複数のセラミック生シートとを交互に積
層してセラミック生シート積層体を形成し、次に、この
セラミック生積層シートを前記ベースフィルムを剥離す
ることなく他のセラミック生積層シート上に前記ベース
フィルム側から加熱圧着して積層し、その後、前記ベー
スフィルムのみを剥離し、所定形状に切断、焼成し、外
部電極を形成するものである。

【０００６】

【作用】上記方法によると、電極を傷つけることなく高
速で積層できるので、積層コストを低減でき、市場から
望まれているＹ特性品やＢ特性品に関して安価であると
ともに、大容量化にも対応した積層セラミックコンデン
サを提供することができる。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の一実施例について、図１〜図
６を参照しながら説明する。

【０００８】図１は本発明の一実施例における積層セラ
ミックコンデンサの製造方法の一例を示すものであり、
セラミック生積層シート７上に電極をグラビア印刷によ
り形成する様子を示すものである。図１において１９は
グラビア版であり矢印方向に回転する。この回転によっ
て、インキ溜２０中の電極インキ２１は持ち上げられた
余分な電極インキ２１がドクター２２でかき取られた
後、ベースフィルム４上に形成された複数の電極層５と
複数のセラミック生シート６が積層されてできたセラミ
ック生積層シート７上に印刷され、新たに電極層５を形
成することとなる。

【０００９】図２はセラミック生積層シート７上にグラ
ビア印刷方法を用いずにセラミック生シート６を形成す
る様子を示すものである。図２において塗出ヘッド２３
の内部にはセラミックスラリー１５が入っている。この
塗出ヘッド２３から所定圧力で所定体積分が塗出された
セラミックスラリー１５は、均一な厚みでセラミック生
積層シート７の表面に塗布され、電極層５を埋め込むこ
とになる。そしてセラミックスラリー１５が乾燥し、セ
ラミック生シート６を形成する。こうして図１と図２の
工程を複数回繰り返すことによって、ベースフィルム４
上に電極層５とセラミック生シート６が複数層積層され
たセラミック生積層シート７を形成することができる。
またここで塗出ヘッド２３としては、広くノズルコータ
ーや金型（ダイ）コーターと呼ばれるものを用いること
ができる。

【００１０】図３はベースフィルム４上に形成したセラ
ミック生積層シート７を他の高厚膜セラミックシート２
５上に転写する様子を示すものである。図３において２
４は台であり、台２４上には高厚膜セラミックシート２
５が固定されている。２６はプレス金型で、プレス金型
２６に埋め込まれたヒーター２７によって、プレス金型
２６を一定温度に保持する。また２８は切断部分であ
り、セラミック生積層シート７を一定の寸法に切断した
ものである。

【００１１】次に積層方法について説明する。まず台２
４の上の高膜厚セラミックシート２５に対して、セラミ
ック生積層シート７が向き合うようにセットする。次に
ベースフィルム４の裏側よりプレス金型２６を矢印の方
向に上下する。こうして、高膜厚セラミックシート２５
の上に、セラミック生積層シート７を熱転写積層するこ
とになる。

【００１２】例えば本実施例では予めセラミック生積層
シート７は、切断部分２８によって、所定形状に分断し
ておくことで、積層数が５層以上のセラミック生積層シ
ート７に関しての積層性（及びベースフィルムの剥離
性）が優れバリも発生しなくなる。

【００１３】図４は転写されたセラミック生積層シート
７上に、高厚膜セラミック生シート２５を熱転写積層す
る様子を示す。図４に示すように、高厚膜セラミック生
シート２５をベースフィルム４側からプレス金型２６を
用いて、転写形成されたセラミック生積層シート７上に
熱転写する。図５は積層の終了したサンプルの切断位置
を示すもので、サンプルを点線の位置で切断し、所定形
状にした後、焼成し、外部電極３を形成することで図１
２に示すような積層セラミックコンデンサとして完成す
る。

【００１４】図６はセラミック生積層シート７を複数枚
積層する様子を示すものである。図６に示すように、セ
ラミック生積層シート７を複数枚積層することで、セラ
ミック生積層シート７に埋め込まれる電極層５の数を低
減でき、不良発生と機の金額的損失を最小限に抑えられ
る。

【００１５】次に、比較のために従来のベースフィルム
上での積層方法と、本実施例の積層方法を比較した。従
来例１として、電極のスクリーン印刷されたベースフィ
ルム上にセラミックスラリーをグラビア印刷で塗布し、
セラミックスラリーを乾燥させセラミック生積層体を形
成した後、更に電極をこの上にスクリーン印刷し、セラ
ミックスラリーを塗布するという工程を所定回繰り返す
ことで連続したセラミック生積層シートをベースフィル
ム上に形成した。この後、セラミック生積層体を所定形
状に切断、焼成、外部電極を形成して積層セラミックコ
ンデンサを製造する方法を選んだ。従来例２として、電
極のグラビア印刷されたベースフィルム上にセラミック
スラリーをグラビア印刷で塗布しセラミック生積層シー
トを形成、更にこの上に電極をグラビア印刷し、この上
にセラミックスラリーをグラビア印刷する工程を所定回
数繰り返す方法を選んだ。次に、この２方法での積層実
験を繰り返した。

【００１６】従来例１では、グラビア印刷で作成された
セラミック生シートは膜厚バラツキが大きく、ピンホー
ルが多発したため、５０層の積層セラミックコンデンサ
を製造した場合、コストにあわなかった。従来例２で
は、同様にセラミック生シートに不良が多く、積層セラ
ミックコンデンサの積層工法としては実用的ではなかっ
た。

【００１７】一方、本実施例の積層方法で積層した場
合、セラミック生シート６はグラビア印刷方法やオフセ
ットグラビア方法を用いることなく製造するため、出来
上がったセラミック生シート６は膜厚バラツキが少な
く、ピンホールも皆無であった。

【００１８】なお電極層５の印刷方法としては、グラビ
ア印刷方法やオフセットグラビア印刷方法を用いる方
が、スクリーン印刷方法を用いるものより、寸法精度や
高速印刷性の点から優れている。一方、セラミック生シ
ート６の形成方法としては、グラビア印刷やオフセット
印刷方法は、不適切であった。

【００１９】以上のように、セラミック生シート６の製
造方法と、電極層５の製造方法を異なるものにすること
によって、セラミック生積層シート７の歩留を上げられ
る。

【００２０】なお、参考までにセラミック生積層シート
７を所定形状に切断せずに、他のセラミック生積層シー
トに加熱圧着させた後、ベースフィルム４のみを剥離し
てみたところ、前記セラミック生積層シート７が厚いた
め、セラミック生積層シート７が伸びたり破れたりして
綺麗に積層できなかった。

【００２１】またセラミック生積層シート７に埋め込ま
れる電極層５は、５〜３０程度（もしくはセラミック生
積層シート７としての厚みは３００μｍ以下）が望まし
い。５０層を越える（もしくはセラミック生積層シート
７としての厚みが５００μｍを越える場合）と、セラミ
ック生積層シート７自体の厚みが厚くなりすぎ、ベース
フィルム４の巻き取り時に、セラミック生積層シート７
が歪む。また電極層５の埋め込み層数が高いほど、ロッ
トアウトになった場合の、損失金額が大きくなる。

【００２２】特に本実施例では、電極層５の印刷方法に
グラビア印刷方法を用いたため、５ｍ／分〜１００ｍ／
分程度の高速で電極印刷を行える。またセラミック生シ
ート６も同様に高速で形成できる。一方、従来の積層方
法の場合、１層当たり１秒程度の積層時間がかかる。こ
のため１００層の積層を行うには２分近くがかかる。し
かし本実施例では、その積層の一部をベースフィルム４
上で行うため、積層の高速化とベースフィルム４使用量
の低減が可能になる。本実施例では、１０層のセラミッ
ク生積層シート７を作成する場合でも、図１〜図２に示
したように１００ｍ／分で１層の積層が行える。更にこ
うして作成した１０層のセラミック生積層シート７を図
６に示したように積層するのも、１０秒あれば充分であ
る。またベースフィルム４の使用量も１／１０になり資
源の無駄や、産業廃棄物の低減が行える。また本実施例
では従来より１０倍以上の高速積層が可能になり、積層
セラミックコンデンサの製造コストを大幅に低減するこ
とができる。

【００２３】以上説明したように、本発明では複数層の
電極層５や複数層のセラミック生シート６を、同時に積
層することができるため、大幅に積層コストを低減する
ことができる。なお電極層５はグラビア印刷方法以外に
オフセットグラビア印刷方法を用いて形成してもよい。
このオフセットグラビア印刷方法としては、ＳＳＤＭ’
９１（日本応用物理学会主催）で中尾等によって提案さ
れた印刷方法を選ぶことができる。オフセットグラビア
印刷方法を選ぶことで、電極インキ中の溶剤成分をブラ
ンケッド部分に吸収させることができ、電極インキ溶剤
によるセラミック生シート６の再溶解を防止することが
できる。

【００２４】（実施例２）実施例２として、ベースフィ
ルムごとセラミック生積層シートを積層する積層方法の
一例について、図７〜図９を用いて説明する。図７はベ
ースフィルム４ごとセラミック生積層シート７を積層す
る様子を示すものである。図８は積層が終了した様子を
示すもの、図９は更にセラミック生積層シート７を積層
する様子を示すものである。台２４表面に固定された高
厚膜セラミック生シート２５もしくはセラミック生積層
シート７に、ベースフィルム４上に形成されたセラミッ
ク生積層シート７を面するようにセットし、プレス金型
２６により矢印方向に加熱圧着する。次に図８に示すよ
うに、プレス金型２６を矢印方向に引き上げることで、
ベースフィルム４及びセラミック生積層シート７を同時
に転写積層する。更に図９に示すように、転写されたベ
ースフィルム４の上に、プレス金型２６を用いて、セラ
ミック生シート７及びベースフィルム４を転写積層す
る。この工程を繰り返すことで、ベースフィルム４ごと
セラミック生積層シート７を転写積層できる。

【００２５】更に詳しく説明する。ここでベースフィル
ム４としては、寸法安定性が優れ、塩素や硫黄等が含ま
れていない極薄フィルムとして、フィルムコンデンサ等
で用いられているポリエチレンナフタレートフィルム
（以下ＰＥＮフィルムと呼ぶ）を選んだ。まず、０．６
μｍ厚のＰＥＮフィルムの上に、図１及び図２の工程を
経て、電極層５が１０層、セラミック生シート６が１０
層積層されたセラミック生積層シート７を形成した。出
来上がったセラミック生積層シート７の厚みは８０μｍ
であった。次にこのセラミック生積層シート７を図７〜
図９に示すように、高厚膜セラミック生シート２５上に
５層分だけＰＥＮフィルムごと積層した。こうして電極
層５が５０層積層されたものを作成し、これを図５に示
すようにＰＥＮフィルムごと、切断し、焼成した後、外
部電極３を形成して図１２に示すような積層セラミック
コンデンサを作成した（以下実施例２と呼ぶ）。

【００２６】比較のために、従来例３として、電極層１
層及びセラミック生シート１層を、図１３に示すように
０．６μｍＰＥＮフィルム上に形成し、これを図７〜図
９に示すように、電極層が５０層になるまでＰＥＮごと
電極層およびセラミック生シートを積層した。このとき
積層回数は５０回になった。こうして作成したサンプル
を、図５に示すようにＰＥＮフィルムごと、切断し、焼
成した後、外部電極を形成して積層セラミックコンデン
サを作成した。

【００２７】実施例２のサンプルと、従来例３のサンプ
ルを比較したところ、実施例２のサンプルではデラミネ
ーション（層間剥離）が発生していなかったが、実施例
３のサンプルでは多数のデラミネーションが発生してお
り、積層セラミックコンデンサとしての信頼性は劣って
いた。そこで積層されたＰＥＮの厚みとの相関を調べ
た。実施例２のサンプルでは同時に積層されたＰＥＮフ
ィルムは０．６μｍ×５枚＝３μｍ相当であった。従来
例３のサンプルでは同時に積層されたＰＥＮフィルムは
０．６μｍ×５０枚＝３０μｍ相当であり、この差がデ
ラミネーションの発生原因になったことがわかった。

【００２８】特に本実施例では、複数層の電極層５と複
数層のセラミック生シート６からなるセラミック生積層
シート７をＰＥＮフィルムと同時に積層することによ
り、初めてデラミネーションの発生を防止しながら高速
積層を行うことができた。

【００２９】なおベースフィルム４としては、ＰＥＮ以
外にポリエチレンテレフタレートフィルム（通称ＰＥ
Ｔ）やポリイミドフィルム等もためしてみたが、ＰＥＮ
でしか１μｍ程度の極薄フィルムを作成することはでき
なかった。また、ＰＥＮフィルムの厚みとしては、セラ
ミック生シート６の厚みやセラミック生積層シート７の
厚みとの相関で決まるが、５μｍ以下０．１μｍ以上が
望ましい。ＰＥＮフィルムの厚みが５μｍより大きくな
るとデラミネーションが発生しやすい。またＰＥＮフィ
ルムの厚みが０．１μｍ未満になると、強度的に取扱い
が難しく、この上にセラミック生積層シート７を形成す
ることができない。

【００３０】（実施例３）実施例３として、表面に予め
剥離層が形成されたベースフィルム上にセラミック生積
層シートを形成し、このセラミック生積層シートを前記
剥離層ごと積層する積層セラミックコンデンサの製造方
法の一例について、図１０〜図１１を用いて説明する。
図１０において２９は剥離層であり、０．１μｍ〜５μ
ｍ程度の厚みで樹脂やワックス等のベースフィルム４か
ら剥離可能な材料が膜状に形成されている。図１０は剥
離層２９の上に形成されたセラミック生積層シート７を
転写する様子を示すもの、図１１は剥離層２９ごとセラ
ミック生積層シート７を積層した後の様子を示すもので
ある。まずこの剥離層２９の上に、図１〜図２で説明し
たようにしてセラミック生積層シート７を形成する。

【００３１】次に図１０に示すように、ベースフィルム
４側より、高厚膜セラミック生シート２５側に、セラミ
ック生積層シート７を加熱圧着させる。この後、図１１
に示すように、金型プレス２６を矢印の方向に引き上
げ、セラミック生積層シート７を剥離層２９ごと、高厚
膜セラミック生シート２５側に転写積層する。この際、
ベースフィルム４は、転写されず、剥離層２９から剥が
されることになる。

【００３２】実施例３で示すように、剥離層２９を用い
ることで、セラミック生積層シート７の転写性を向上さ
せられ、より高速でずれの少ない積層を行うことができ
る。

【００３３】なお剥離層２９としては、玩具の転写ワッ
ペンや本の背表紙に用いられているホットスタンプ用の
材料（Ｗａｘやシリコンコート等）を用いることがで
き、コストも低く押させることができる。

【００３４】また剥離層２９は１μｍの厚さにした。こ
の後、実施例１と同様にして積層セラミックコンデンサ
を得た。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ベースフ
ィルム上に連続的にセラミック生積層シートを高歩留で
形成でき、更にこのセラミック生積層シートをベースフ
ィルム上で分割した後にベースフィルムから剥離するこ
となく他のセラミック生積層体上に転写することで、よ
り少ない積層回数で多数の電極層を内蔵した積層セラミ
ックコンデンサを安価に製造することができる。

【００３６】また、剥離層をベースフィルムとセラミッ
ク生積層シートとの間に設けることによりさらに積層し
やすくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電極層の形成を説明
する断面図

【図２】本発明の一実施例におけるセラミック生シート
の形成を説明する断面図

【図３】本発明の一実施例におけるセラミック生積層シ
ートの熱転写を説明する断面図

【図４】本発明の一実施例におけるセラミック生積層シ
ートの熱転写を説明する断面図

【図５】本発明の一実施例に積層終了後のサンプルの切
断位置を示す断面図

【図６】本発明の一実施例におけるセラミック生積層シ
ートの熱転写を説明する断面図

【図７】本発明の一実施例におけるセラミック生積層シ
ートの熱転写を説明する断面図

【図８】本発明の一実施例におけるセラミック生積層シ
ート積層終了時を説明する断面図

【図９】本発明の一実施例におけるセラミック生積層シ
ートの熱転写を説明する断面図

【図１０】本発明の一実施例におけるセラミック生積層
シートの熱転写を説明する断面図

【図１１】本発明の一実施例におけるセラミック生積層
シートの熱転写の終了した状態を示す断面図

【図１２】積層セラミックコンデンサの一部切欠断面図

【図１３】従来のセラミック生シートの形成を説明する
断面図

【符号の説明】

３ 外部電極 ４ ベースフィルム ５ 電極層 ６ セラミック生シート ７ セラミック生積層シート １５ セラミックスラリー ２３ 塗出ヘッド ２９ 剥離層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 涼 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベースフィルム上に、グラビア印刷ある
   いはオフセットグラビア印刷により形成する複数の電極
   インキ層とセラミックスラリーを塗出ヘッドより塗出さ
   せて形成する複数のセラミック生シートとを交互に積層
   してセラミック生シート積層体を形成し、次に、このセ
   ラミック生積層シートを前記ベースフィルムを剥離する
   ことなく他のセラミック生積層シート上に前記ベースフ
   ィルム側から加熱圧着して積層し、その後、前記ベース
   フィルムのみを剥離し、所定形状に切断、焼成し、外部
   電極を形成する積層セラミックコンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 ベースフィルム上のセラミック生積層シ
   ートのみを所定形状に分断してから、他のセラミック生
   積層シート上に加熱圧着して積層する請求項１記載の積
   層セラミックコンデンサの製造方法。
3. 【請求項３】 ベースフィルム上に電極インキ層を形成
   する請求項１記載の積層セラミックコンデンサの製造方
   法。
4. 【請求項４】 ベースフィルム上にセラミック生シート
   層を形成する請求項１記載の積層セラミックコンデンサ
   の製造方法。
5. 【請求項５】 ベースフィルム上に剥離層を形成し、次
   に、グラビア印刷あるいはオフセットグラビア印刷によ
   り形成する複数の電極インキ層とセラミックスラリーを
   塗出ヘッドより塗出させて形成する複数のセラミック生
   シートとを交互に積層してセラミック生シート積層体を
   形成し、次に、このセラミック生積層シートと剥離層と
   を前記ベースフィルムを剥離することなく他のセラミッ
   ク生積層シート上に前記ベースフィルム側から加熱圧着
   して積層し、その後、前記ベースフィルムのみを剥離
   し、所定形状に切断、焼成し、外部電極を形成する積層
   セラミックコンデンサの製造方法。