JPH09129487A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のセラミックグリーンシートを積層し
てなる積層体を、ラバーシートを介してプレスしたと
き、積層体の表面において、内部電極が重なり合う部分
とそうでない部分との間で段差が形成されるが、このよ
うな段差の形成を抑制できる方法を提供する。 【解決手段】 内部電極１３が形成されたセラミックグ
リーンシートからなる複数の内層シートと内部電極が形
成されていない複数の外層シートとを、外層シートが外
側に位置するように積層し、プレスして、積層体１４を
得ようとするとき、外層シートに含有される可塑剤量お
よび／または溶剤量を内層シートより多くして、流動性
を高め、外層シートからなる外層部１６が、内部電極１
３の存在しない部分において、内層シートからなる内層
部１５へと流入するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、積層セラミック
電子部品の製造方法に関するもので、特に、複数のセラ
ミックグリーンシートが積層してなる積層体のプレス工
程の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば積層セラミックコンデンサのよ
うな積層セラミック電子部品を製造するとき、内部電極
のような内部回路要素膜が形成されたセラミックグリー
ンシートからなる複数の内層シートと内部回路要素膜が
形成されていないセラミックグリーンシートからなる複
数の外層シートとが用意され、少なくとも１つの外層シ
ートが各外側に位置するように、これら内層シートおよ
び外層シートが積層される。このようにして得られた積
層体は、次いで、積層方向にプレスされ、セラミックグ
リーンシート間の密着性が高められる。その後、積層体
が必要に応じてカットされ、次いで焼成工程に付され
る。さらに、必要に応じて、外部電極等の付与が行なわ
れる。

【０００３】上述したプレス工程において、プレスされ
るべきセラミックグリーンシートに対して、その面方向
に関して、できるだけ均一なプレス作用が及ぼされるよ
うにすることが重要である。なぜなら、プレス作用の不
十分な箇所が存在すると、得られた積層セラミック電子
部品において、デラミネーション等の問題に遭遇するか
らである。

【０００４】しかしながら、積層セラミック電子部品の
ための積層体に、上述のような均一なプレス作用を及ぼ
すことは、比較的困難である。すなわち、プレスされる
べき積層体は、前述したように、内部電極のような内部
回路要素膜が形成されたセラミックグリーンシートから
なる複数の内層シートの積層部分を含む。たとえば積層
セラミックコンデンサを製造する場合、能率的な製造を
可能とするため、内部回路要素膜としての内部電極が複
数箇所に分布して形成された内層シートが積層され、積
層体は、プレス後において、個々の積層セラミックコン
デンサのための複数の積層体チップを得るようにカット
されることが予定されている。

【０００５】したがって、プレスされるべき積層体に
は、複数の内部電極が積層方向に重なり合う部分と積層
方向に関して内部電極が存在しない部分とがある。内部
電極が存在する部分では内部電極自身の厚みに応じて全
体としての物理的な厚みが増すことになり、プレス作用
は、内部電極が存在する部分で強く働き、内部電極が存
在しない部分では弱められる傾向がある。

【０００６】このような問題を解決し、均一なプレス作
用を可能にする点で、静水圧プレスが注目されている。
たとえば、特開平２−１６１７１３号公報において、静
水圧プレスを用いた積層セラミック電子部品のための積
層体のプレス方法が記載されている。この公報に記載さ
れた１つの好ましい実施形態では、図５に示すような金
型１が用いられる。

【０００７】図５を参照して、金型１は、それぞれ剛体
からなる上ポンチ２、枠３およびベース４を備える。ベ
ース４の上面には、枠３との間で位置決めを達成するた
め、段部５が形成される。また、上ポンチ２は、枠３の
内周に嵌合する寸法を有する。プレスされるべき積層体
６は、省略的に図示するが、複数のセラミックグリーン
シートを積層してなるもので、上ポンチ２、枠３および
ベース４によって規定されるキャビティ内に入れられ
る。このとき、積層体６は、その上面および下面がラバ
ーシート７および８で覆われた状態とされる。

【０００８】このように積層体６を収納した金型１は、
たとえばラミネートシートからなる袋内に入れられ、真
空パックされる。そして、金型１は、静水圧プレス装置
の水槽内で加圧される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たプレス方法を用いたとき、セラミックグリーンシート
の面方向に関して、なるほど均一なプレス作用を及ぼし
得るが、プレス後において、図６に示すような形状の積
層体６が得られてしまう。すなわち、積層体６の表面に
おいて、内部電極９が重なり合う部分とそうでない部分
との間で段差１０が形成される。

【００１０】前述したように、プレス作用は、内部電極
９が存在する部分で強く働き、内部電極９が存在しない
部分では弱められる傾向があるが、上述したプレス方法
では、積層体６の上面および下面を覆うようにラバーシ
ート７および８が用いられるため、これらラバーシート
７および８の変形により内部電極９が存在する部分とそ
うでない部分との間でのプレス作用の強弱の差の緩和が
図られるようにされている。しかし、このことが、今度
は、上述のような段差１０をもたらす結果となったので
ある。

【００１１】このような段差１０を有する積層体６をカ
ットして、積層セラミック電子部品を製造しようとする
とき、カットされた積層体チップは直方体ではないた
め、以後の取扱い性が悪く、また、外観上好ましくない
ばかりでなく、段差１０を形成する表面での変曲点にお
いて焼成時のセラミックの収縮によりクラックが生じや
すい、という問題に遭遇する。

【００１２】そこで、この発明の目的は、上述した問題
を解決し得る、積層セラミック電子部品の製造方法を提
供しようとすることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、内部回路要
素膜が複数箇所に分布して形成されたセラミックグリー
ンシートからなる複数の内層シートを用意し、内部回路
要素膜が形成されていないセラミックグリーンシートか
らなる複数の外層シートを用意し、少なくとも１つの前
記外層シートが各外側に位置するように、前記複数の内
層シートおよび前記複数の外層シートを積層し、前記内
層シートおよび前記外層シートを積層して得られた積層
体を積層方向にプレスする、各工程を備える、積層セラ
ミック電子部品の製造方法に向けられるものであって、
上述した技術的課題を解決するため、前記プレス工程に
ある前記外層シートは、前記プレス工程にある前記内層
シートに比べてより高い可塑性を有していることを特徴
としている。

【００１４】上述したように、プレス工程にある外層シ
ートが、プレス工程にある内層シートに比べてより高い
可塑性を有するようにするため、ある実施形態では、外
層シートが、内層シートに比べてより高い割合で可塑剤
および／または溶剤を予め含有した状態で用意され、ま
た、他の実施形態では、内層シートおよび外層シートを
それぞれ乾燥する工程における乾燥条件を制御すること
により、外層シートに含有される可塑剤および／または
溶剤が内層シートに含有される可塑剤および／または溶
剤に比べてより多く残留するようにされる。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、簡単に言えば、外層
シートがプレス時において前述したラバーシートに相当
する挙動を示す。すなわち、プレス工程において、外層
シートは、内層シートに比べて、容易に流動するため、
内層シート上に形成された内部回路要素膜が重なり合う
部分とそうでない部分との間でのプレス作用の強弱の差
に従って、内部回路要素膜が存在しない部分へと流動す
る。その結果、内部回路要素膜が存在する部分とそうで
ない部分との間でのプレス作用の強弱の差は緩和され、
プレス作用は実質的に均一化され、内部回路要素膜が存
在しない部分でも十分なプレス作用が及ぼされる。その
ため、デラミネーション等の欠陥の生じない積層セラミ
ック電子部品を得ることができる。

【００１６】また、当然のことながら、外層シートは、
そのまま積層体の一部を構成するので、プレス後の積層
体の表面に段差がほとんど形成されないようにすること
ができる。そのため、この積層体をカットして得られた
チップが直方体となり、好ましい外観を与えることがで
きるとともに、その後の取扱い性も優れたものとなる。
また、段差のための変曲点に起因するクラック等の欠陥
の発生も防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よる積層セラミック電子部品の製造方法を説明するため
のもので、たとえば複数の積層セラミックコンデンサを
製造するために用意される積層体を構成する複数の内層
シート１１および複数の外層シート１２を互いに分離し
た状態で示す断面図である。

【００１８】図１に示すように、内部回路要素膜として
の内部電極１３が複数箇所に分布して形成されたセラミ
ックグリーンシートからなる複数の内層シート１１が用
意されるとともに、内部電極が形成されていないセラミ
ックグリーンシートからなる複数の外層シート１２が用
意される。これら内層シート１１および外層シート１２
は、図１に示したように、すなわち外層シート１２が各
外側に位置するように、積層される。このようにして得
られた積層体は、次いで積層方向にプレスされる。この
プレス工程では、たとえば、図５に示した金型１を用い
た静水圧プレスが適用される。このとき、通常、ラバー
シート７および８は用いられず、剛体からなる上ポンチ
２およびベース４が積層体の上下面にそれぞれ接するよ
うにされる。

【００１９】図２に、このプレス後の積層体１４の一部
が拡大されて断面図で示されている。積層体１４は、内
層シート１１に由来する内層部１５および外層シート１
２に由来する外層部１６を備えている。この実施形態に
おいて、外層シート１２は、内層シート１１に比べて、
より高い割合で可塑剤および／または溶剤を予め含有し
た状態で用意され、より高い流動性を示すようにされ
る。そのため、図２に示すように、プレスされて得られ
た積層体１４では、内部電極１３が重なり合う部分とそ
うでない部分との間でのプレス作用の強弱の差に従っ
て、外層部１６が内部電極１３が存在しない部分へと流
動している。その結果、内部電極１３が存在する部分と
そうでない部分との間でのプレス作用の強弱の差は緩和
され、プレス作用は実質的に均一化され、内部電極１３
が存在しない部分でも十分なプレス作用が及ぼされるこ
とができる。また、外層部１６は、そのまま積層体１４
の一部を構成するので、プレス後の積層体１４の表面に
段差がほとんど形成されないようにすることができる。

【００２０】このようにしてプレスされた積層体１４
は、個々の積層セラミックコンデンサのための複数の積
層体チップを得るため、カットされ、次いで焼成され、
外部電極が形成されることにより、所望の積層セラミッ
クコンデンサとされる。上述の実施形態に従って、以下
のような実験を行なった。内層シート１１として、塗布
厚み２．５μｍの内部電極１３を形成した、厚み１０μ
ｍのセラミックグリーンシートを１５０枚用意し、ま
た、外層シート１２として、厚み１０μｍのセラミック
グリーンシートを２０枚用意し、これら１５０枚の内層
シート１１の上下に１０枚ずつの外層シート１２を積層
して積層体を得た。ここで、内層シート１１のセラミッ
クグリーンシートは、バインダ量が６wt％、可塑剤量が
３wt％であった。他方、外層シート１２のセラミックグ
リーンシートは、バインダ量が６wt％であり、可塑剤量
については、２wt％、４wt％、６wt％というように変え
たものをそれぞれ用意した。なお、積層前における、内
部電極１３が存在する部分とそうでない部分との間にも
たらされる内部電極１３の重なりによる厚みの差は、３
７５μｍである。

【００２１】これらの積層体を、図５に示した金型１を
用いて、７０℃の温度に加熱しながら、静水圧プレスに
よりプレスした。なお、このプレス時において、ラバー
シート７および８は用いなかった。得られたプレス後の
積層体１４において、図２に示した外層部１６の内層部
１５への流入量１７を測定し、その結果を図３に示し
た。

【００２２】図３に示すように、外層シート１２に含有
される可塑剤量が増えるに従って、流入量１７が増えて
いる。この流入量１７の増加は、内部電極１３が存在し
ない部分における密度の増加として評価できる。なお、
図３において、「ラバーシート」による流入量が破線で
示されている。これは、外層シート１２のセラミックグ
リーンシートに含有される可塑剤量を内層シート１１と
同じ３wt％としながら、図５に示した金型１においてラ
バーシート７および８を用いて同様の条件でプレスを行
なった場合を示している。このことから、外層シート１
２の可塑剤量を６wt％にまで増加させたときには、ラバ
ーシート７および８を用いた場合に得られる流入量を超
える流入量が得られ、ラバーシート７および８を用いた
場合より、内部電極１３が存在しない部分での密度を高
めることができるということがわかる。

【００２３】また、プレス後の積層体１４における、図
６に示した段差１０を測定したところ、この発明に従っ
て外層シート１２の可塑剤量を６wt％にまで増加させた
ときには、５μｍ以下であったのに対し、外層シート１
２のセラミックグリーンシートに含有される可塑剤量を
内層シート１１と同じ３wt％としながら、図５に示した
金型１においてラバーシート７および８を用いた場合に
は、６０μｍであった。

【００２４】なお、上述した実験では、可塑性を制御す
ることを、内層シート１１および外層シート１２の各々
に予め含有される可塑剤の量を変えることによって行な
ったが、これに代えて、予め含有される溶剤の量を変え
ることによって行なっても、あるいは、可塑剤および溶
剤の双方の量を変えることによって行なってもよい。次
に、内層シート１１と外層シート１２との可塑性を所望
のように調整することを、内層シート１１および外層シ
ート１２の各乾燥工程において行なった実験例について
説明する。この実験例では、乾燥条件を制御することに
より、外層シート１２に含有される可塑剤および／また
は溶剤が内層シート１１に含有される可塑剤および／ま
たは溶剤に比べてより多く残留するようにされる。より
具体的には、外層シート１２の乾燥温度を内層シート１
１の乾燥温度より下げ、外層シート１２に含有している
可塑剤および／または溶剤の揮発を抑え、残留量を多く
保ち、可塑性を上げるようにしている。

【００２５】すなわち、内層シート１１として、厚み
（物理厚み）２．５μｍの内部電極１３を形成した、厚
み１０μｍのセラミックグリーンシートを１５０枚用意
し、また、外層シート１２として、厚み１００μｍのセ
ラミックグリーンシートを２枚用意した。このように、
外層シート１２が内層シート１１より厚くされること
も、可塑剤および／または溶剤の残留量を多くすること
に効果的である。ここで用意された内層シート１１のセ
ラミックグリーンシートおよび外層シート１２のセラミ
ックグリーンシートは、ともに、バインダ量が６wt％、
可塑剤量が３wt％であった。なお、積層前における、内
部電極１３が存在する部分とそうでない部分との間にも
たらされる内部電極１３の重なりによる厚みの差は、３
７５μｍである。

【００２６】次に、内層シート１１を、９０℃で２分間
の条件で乾燥したのに対し、外層シート１２を、６０
℃、７０℃、８０℃、９０℃の各温度で２分間の条件で
それぞれ乾燥した。次いで、このように乾燥された、１
５０枚の内層シート１１の上下に１枚ずつの外層シート
１２を積層して積層体を得た。これらの積層体を、図５
に示した金型１を用いて、７０℃の温度に加熱しなが
ら、静水圧プレスによりプレスした。なお、このプレス
時において、ラバーシート７および８は用いなかった。
得られたプレス後の積層体１４において、図２に示した
外層部１６の内層部１５への流入量１７を測定し、その
結果を図４に示した。

【００２７】図４に示すように、外層シート１２の乾燥
温度が低くなるに従って、流入量１７が増え、それゆ
え、内部電極１３が存在しない部分における密度が増加
している。なお、図４においても、「ラバーシート」に
よる流入量が破線で示されている。これは、外層シート
１２の乾燥条件を内層シート１１と同じにしながら、図
５に示した金型１においてラバーシート７および８を用
いて同様の条件でプレスを行なった場合を示している。
このことから、外層シート１２の乾燥温度をたとえば７
５〜７６℃より低くしたときには、ラバーシート７およ
び８を用いた場合に得られる流入量を超える流入量が得
られ、ラバーシート７および８を用いた場合より、内部
電極１３が存在しない部分での密度を高めることができ
るということがわかる。

【００２８】また、プレス後の積層体１４における、図
６に示した段差１０を測定したところ、この発明に従っ
て外層シート１２の乾燥温度をたとえば７０℃としたと
きには、１０μｍ以下であったのに対し、外層シート１
２の乾燥温度を内層シート１１と同じにしながら、図５
に示した金型１においてラバーシート７および８を用い
た場合には、６０μｍであった。

【００２９】以上、この発明を図示した実施形態による
積層セラミックコンデンサの製造方法に関連して説明し
たが、この発明は、積層セラミックコンデンサに限ら
ず、抵抗、インダクタ、バリスタ等として機能する積層
セラミック電子部品にも、これら機能素子が複合された
積層セラミック電子部品にも適用することができる。ま
た、前述した実施形態では、積層体の内部に形成される
内部回路要素膜が、内部電極であったが、上述したよう
に、この発明は、任意の機能を有する種々の積層セラミ
ック電子部品に適用可能であるので、内部回路要素膜と
しては、種々の態様が考えられる。たとえば、内部回路
要素膜は、内部電極のような良好な導電性を有する回路
要素である以外に、たとえば比較的大きな電気抵抗性あ
るいは他の電気的特性を有する回路要素であることもあ
る。

【００３０】また、前述した実施形態では、内層シート
１１上に内部電極１３のような内部回路要素膜が複数箇
所に分布して形成されるのは、複数の積層セラミックコ
ンデンサのような積層セラミック電子部品を得ようとす
るためのものであったが、複合化された積層セラミック
電子部品のための内層シートのように、１個の積層セラ
ミック電子部品を得るための内層シートにおいて、内部
回路要素膜が複数箇所に分布して形成されているもので
あってもよい。

【００３１】また、前述した実施形態では、プレス工程
において、図５に示した金型１を用いて静水圧プレスが
適用され、また、ラバーシート７および８が用いられな
かったが、外層シート１２に比べて流動性が低いもので
あれば、ラバーシートを用いることを妨げるものではな
い。また、静水圧プレスに代えて、剛体プレスが適用さ
れてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による積層セラミック電
子部品としての積層セラミックコンデンサのための積層
体の製造において用意される内層シート１１および外層
シート１２を互いに分離して示す断面図である。

【図２】図１に示した内層シート１１および外層シート
１２を積層し、次いでプレスして得られた積層体１４の
一部を拡大して示す断面図である。

【図３】この発明に従って外層シート１２に予め含有さ
れる可塑剤量を変化させたときの図２に示した外層部１
６の流入量１７を示す図である。

【図４】この発明に従って外層シート１２の乾燥温度を
変化させることによって残留する可塑剤量を変化させた
ときの図２に示した外層部１６の流入量１７を示す図で
ある。

【図５】この発明にとって興味ある静水圧プレスにおい
て用いられる金型１を示す断面図である。

【図６】図５に示した金型１を用いて静水圧プレスを適
用して得られた従来の積層体６を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 金型 １０ 段差 １１ 内層シート １２ 外層シート １３ 内部電極 １４ 積層体 １５ 内層部 １６ 外層部 １７ 流入量

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部回路要素膜が複数箇所に分布して形
   成されたセラミックグリーンシートからなる複数の内層
   シートを用意し、 内部回路要素膜が形成されていないセラミックグリーン
   シートからなる複数の外層シートを用意し、 少なくとも１つの前記外層シートが各外側に位置するよ
   うに、前記複数の内層シートおよび前記複数の外層シー
   トを積層し、 前記内層シートおよび前記外層シートを積層して得られ
   た積層体を積層方向にプレスする、各工程を備える、積
   層セラミック電子部品の製造方法において、 前記プレス工程にある前記外層シートは、前記プレス工
   程にある前記内層シートに比べてより高い可塑性を有し
   ていることを特徴とする、積層セラミック電子部品の製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記外層シートは、前記内層シートに比
   べてより高い割合で可塑剤および／または溶剤を予め含
   有した状態で用意される、請求項１に記載の積層セラミ
   ック電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記内層シートおよび前記外層シートを
   それぞれ乾燥する工程をさらに備え、前記乾燥工程にお
   ける乾燥条件を制御することにより、前記外層シートに
   含有される可塑剤および／または溶剤が前記内層シート
   に含有される可塑剤および／または溶剤に比べてより多
   く残留するようにされる、請求項１に記載の積層セラミ
   ック電子部品の製造方法。