JPH09309180A - セラミックグリーンシートの積層方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 複数のセラミックグリーンシートを積層する
工程で加圧による導体ペースト膜の変形を防ぐことによ
り、設計寸法通りにセラミック積層体を得ることがで
き、歩留まりの低下を防ぐ。 【解決手段】 少なくとも一つのセラミックグリーンシ
ートの主表面上に、内部電極となるべき導体ペースト膜
を形成した後、前記複数のセラミックグリーンシートを
積み重ねる各ステップを備えるセラミックグリーンシー
トの積層方法において、主表面上に導体ペースト膜を形
成したセラミックグリーンシートと、形成された導体ペ
ースト膜４２の乾燥厚さと同じ厚さで、導体ペースト膜
４２が形成されていない部分と同形状の中間セラミック
グリーンシート４３とを用意し、この中間セラミックグ
リーンシート４３を、導体ペースト膜を有するセラミッ
クグリーンシート上の導体ペースト膜が形成されていな
い部分に積み重ね、これを所望回数繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサ、ＬＣ複合積層部品、セラミック多層基板等の
セラミック積層部品を得るために好適なセラミックグリ
ーンシートの積層方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、特公平６−１１０１８号公報に開示されるもの
があった。少なくとも、一つの界面に内部電極を介在さ
せたセラミックシートの積層構造を持つ部品、例えば、
積層セラミックコンデンサ、セラミック多層基板等を得
ようとするとき、一般的には、ドクターブレード法等に
より、キャリアフィルムの片面にセラミックスラリーを
塗布して乾燥後、セラミックグリーンシートをキャリア
フィルムから剥離し、このセラミックグリーンシート上
にスクリーン印刷等により導体ペーストを印刷・乾燥さ
せる。これを所望枚数積み重ねて、数百ｋｇ〜数トン／
ｃｍ² の圧力及び６０〜１００℃の温度条件で積層方向
に加圧し、セラミックグリーンシート積層体を得る。そ
して、必要に応じて、この積層体を切断し、焼成するこ
とによって、焼結済のセラミック積層体を得ていた。

【０００３】複数のセラミックグリーンシートを積層す
るステップについては、上記公報にセラミックグリーン
シート上にセラミックグリーンシートに用いられた第１
のバインダと、導体ペースト膜に用いられた第２のバイ
ンダとを共通に溶解し得る溶剤を含む接合材を付与した
後、次のセラミックグリーンシートを積み重ね、セラミ
ックグリーンシート積層体を得る方法が提案されてい
る。

【０００４】図９は基本的に前述した従来のセラミック
グリーンシートを積層・加圧する方法を採用して得られ
たセラミック多層基板の断面図である。この図におい
て、複数のセラミック層２〜９を備え、これらセラミッ
ク層２〜９のうち特定のものの界面には、内部電極１０
〜１４が形成されている。また、基板１の一方主表面１
５上には、いくつかの導電膜１６〜１８が形成されてい
る。

【０００５】更に、導電膜１６と内部電極１０とは、セ
ラミック層２を貫通する内部孔１９を介して電気的に接
続されている。また、基板１を貫通するように、例え
ば、二つのスルーホール２０，２１が形成され、一方の
スルーホール２０は導電膜１７、ならびに内部電極１
０，１２，１４を互いに電気的に接続し、他方のスルー
ホール２１は導電膜１８、ならびに内部電極１１，１３
を互いに電気的に接続している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のセラミックグリーンシートの積層・加圧する方
法では、例えば、図９に示すようなセラミックグリーン
シート積層体を得るために、次のような問題点があっ
た。即ち、セラミック層２〜９の積層構造を得るために
用意されるセラミックグリーンシートの積層体は、その
焼成前の段階において、加圧される。この加圧時に加え
られる圧力は、前述の数値から分かるように極めて高
く、そのため、内部電極１０〜１４となるべき導体ペー
スト膜をも含めたグリーンシート積層体を、設計寸法通
りに得ることが困難であり、しばしば設計寸法との間で
ずれが生じ、歩留まりが悪いという問題点があった。

【０００７】また、例えば、積層セラミックコンデンサ
において、大きな静電容量を得ようとする場合、内部電
極間に位置するセラミック層の厚みを薄くする方法が採
られる。この場合、図１０に示すようにセラミックグリ
ーンシート２２の乾燥後における物理厚さ２３は、導体
ペースト膜２４の乾燥後における物理厚さ２５とほぼ等
しくなる程度にまでセラミックグリーンシート２２の厚
さが薄くなる。この場合、セラミックグリーンシート２
２を積み重ねると、セラミックグリーンシート２２の一
方主表面上に部分的に形成されている導体ペースト膜２
４の物理的な厚さ２５は無視できなくなり、図１１に示
すように、セラミックグリーンシート２２の積層体２６
を加圧したとき、導体ペースト膜２４の端縁付近２７，
２８において、比較的大きなストレスが残留することに
なる。このストレスが原因となって、焼成後においてデ
ラミネーションを招いたり、サーマルショックに弱い、
といった問題点が発生し、大きな静電容量を得るために
セラミック層の厚さを薄くすることに対する弊害となっ
ていた。

【０００８】一方、前述した問題点を解決する方法とし
て、例えば、図１２及び図１３に示す、いわゆる「印刷
積層方法」がある。即ち、この方法では、基本的には図
１２に示すステップと図１３に示すステップとが繰り返
される。例えば、図１２ではスクリーン２９上に置かれ
た導体ペースト３０が、スキージ３１を矢印で示す方向
に作動させることにより、生セラミック層３２上に内部
電極となるべき導体ペースト膜３３を形成する。次に、
図１３に示すように、スクリーン３４上に置かれたセラ
ミックスラリー３５が、スキージ３６を矢印で示す方向
に作動させることにより、導体ペースト膜３３を覆うよ
うに生セラミック層３７を形成する。

【０００９】このように、セラミックスラリー３５及び
導体ペースト３０をそれぞれ印刷し、次いで乾燥させる
ことを繰り返して所望の積層体が得られる。しかしなが
ら、この印刷積層方法には、次のような欠点があった。
まず、印刷によって形成された生セラミック層の欠陥発
生率は、ドクターブレード法等のキャスティングによっ
て形成されたシートの形成に比べて高い。そのため、特
に内部電極間に挟まれる生セラミック層の形成には複数
回の印刷を繰り返して欠陥発生率を減少させることが必
要となり、その結果、生産性が低いという欠点があっ
た。

【００１０】また、内部電極間のセラミック層の厚さの
コントロールは、印刷条件のみで決定されなければなら
ないが、それは実用的には比較的困難であり、また、上
述のように一つのセラミック層を得るために、複数回の
印刷を繰り返さなけれならないことになると、セラミッ
ク層の厚さの管理が容易ではなく、そのため静電容量の
設計値からのずれに起因して歩留まりが低くなってしま
う。

【００１１】また、複数のセラミックグリーンシートを
積層するステップとして、セラミックグリーンシート上
にセラミックグリーンシートに用いられた第１のバイン
ダと導体ペーストに用いられた第２のバインダとを共通
に溶解し得る溶剤を含む接合材を付与した後、次のセラ
ミックグリーンシートを積み重ね、セラミックグリーン
シート積層体を得る方法を採用した場合、次のような問
題点があった。

【００１２】即ち、一般に、接合材は内部電極間にある
セラミック層とは比誘電率、絶縁耐圧などの電気的特性
が劣るため、積層体において内部電極間に材料の不均一
が生じ、セラミック層の特性を十分に活かすことができ
ず、静電容量などが接合材を用いないものよりも小さく
なってしまうという問題点があった。本発明は、上記問
題点を除去するために、複数のセラミックグリーンシー
トを積層する工程で加圧による導体ペースト膜の変形を
防ぐことにより、設計寸法通りにセラミック積層体を得
ることができ、歩留まりの低下を防ぐことができるセラ
ミックグリーシートの積層方法を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

〔１〕複数のセラミックグリーンシートを準備し、かつ
前記複数のセラミックグリーンシートのうち少なくとも
一つのセラミックグリーンシートの主表面上に、内部電
極となるべき導体ペースト膜を形成した後、前記複数の
セラミックグリーンシートを積み重ねる、各ステップを
備えるセラミックグリーンシートの積層方法において、
主表面上に導体ペースト膜を形成したセラミックグリー
ンシートと、形成された導体ペースト膜の乾燥厚さと同
じ厚さで、導体ペースト膜が形成されていない部分と同
形状の中間セラミックグリーンシートとを用意し、この
中間セラミックグリーンシートを、導体ペースト膜を有
する前記セラミックグリーンシート上の導体ペースト膜
が形成されていない部分に積み重ね、これを所望回数繰
り返すことによりセラミックグリーンシート積層体を得
るようにしたものである。

【００１４】このように、複数のセラミックグリーンシ
ートを積み重ねてなる積層体を得る場合、セラミックグ
リーンシートにおいて内部電極となるべき導体ペースト
膜によるセラミックグリーンシート表面の凹凸を、中間
セラミックグリーンシートを導体ペースト膜が形成され
ていない部分のみに積層することにより平らにするよう
にしたため、複数のセラミックグリーンシートを積層す
る工程で加圧による導体ペースト膜の変形を防ぐことが
可能となり、設計寸法通りにセラミック積層体を得るこ
とができ、歩留まりの低下を防ぐことができる。

【００１５】また、セラミックグリーンシートの接着に
接合材を用いていないので、比誘電率や絶縁耐力等、セ
ラミックの電気特性を十分に活かすことができるため、
セラミック積層部品の高性能化が期待できる。 〔２〕上記〔１〕記載のセラミックグリーンシートの積
層方法において、前記中間セラミックグリーンシートを
プレス成形により得るようにしたものである。

【００１６】したがって、プレス成形により、迅速、か
つ的確に中間セラミックグリーンシートを形成すること
ができる。 〔３〕上記〔１〕記載のセラミックグリーンシートの積
層方法において、前記中間セラミックグリーンシートを
ローラーに設けられたパターンにより、連続的に得るよ
うにしたものである。

【００１７】したがって、グリーンシートを送りながら
雄ローラーの凸型パターンにより、中間セラミックグリ
ーンシートを形成するようにしたので、同じ形状の中間
セラミックグリーンシートを連続的に多数形成すること
ができるため、生産性を向上させることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。本発明にかかるセ
ラミックグリーンシートの積層方法について説明する。
まず、本発明の第１実施例を示すセラミックグリーンシ
ートの積層方法について説明する。

【００１９】図１〜図６は本発明の第１実施例を示すセ
ラミックグリーンシートの積層工程図である。まず、図
１に示すように、ポリエチレンテレフタレートからなる
キャリアフィルム４０の片面に、ドクターブレード法等
によりセラミックスラリーを塗布して、１００〜５００
μｍ厚のセラミックグリーンシート４１を形成し、これ
を例えば、８０℃で２４時間乾燥する。

【００２０】なお、セラミックスラリーは、チタン酸マ
グネシウム系セラミック粉末と、ポリビニルアセタール
系バインダを遅乾性溶剤、例えば、トルエン、キシレン
等に１８重量％程度の溶解したものとを混合したものを
用いた。その他、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミック粉
末等の他のセラミック材料を用いても、アクリル系等、
他のバインダを用いても良い。

【００２１】次に、図２に示すように、セラミックグリ
ーンシート４１からキャリアフィルム４０を剥離し、図
３に示すように、内部電極となるべき導体ペースト膜４
２をスクリーン印刷等により形成し、その後、乾燥す
る。以上のような工程を、所望回数繰り返すことによっ
て、導体ペースト膜４２が形成されたセラミックグリー
ンシート４１が所望枚数得られる。

【００２２】次に、図４に示すように、図１に示した方
法と同様の方法により得た中間セラミックグリーンシー
ト前駆体４３ａを、打ち抜き型４４により打ち抜き成形
し、図５に示すような中間セラミックグリーンシート４
３を得る。このとき、中間セラミックグリーンシート４
３の乾燥厚さは、導体ペースト膜４２の乾燥厚さと等し
くし、中間セラミックグリーンシート４３の形は、セラ
ミックグリーンシート４１において導体ペースト膜４２
が形成されていない部分と同形状とする。

【００２３】次いで、図６に示すように、得られたセラ
ミックグリーンシート４１上の導体ペースト膜４２が形
成されていない部分に、中間セラミックグリーンシート
４３を正確に位置合わせしながらプレス型４４ｂ内に積
み重ねる。これを所望回数繰り返し、プレス型４４ｂを
６０〜１００℃に加熱しながら、数百ｋｇ〜数トン／ｃ
ｍ² の圧力で積層方向に加圧し、セラミックグリーンシ
ート同士を熱圧着する。

【００２４】このようにして、図７に示すような、セラ
ミックグリーシート４１の積層体を得ることができる。
その後、所定の寸法に切断され、セラミックグリーンシ
ート積層体とする。このように、第１実施例によれば、
複数のセラミックグリーンシートを積み重ねてなる積層
体を得る場合、セラミックグリーンシートにおいて内部
電極となるべき導体ペースト膜によるセラミックグリー
ンシート表面の凹凸を、中間セラミックグリーンシート
を導体ペースト膜が形成されていない部分のみに積層す
ることにより平らにするようにしたので、複数のセラミ
ックグリーンシートを積層する工程で、加圧による導体
ペースト膜の変形を防ぐことが可能になり、設計寸法通
りにセラミック積層体を得ることができ、歩留まりの低
下を防ぐことができる。

【００２５】また、セラミックグリーンシートの接着に
接合材を用いていないので、比誘電率や絶縁耐力等、セ
ラミックの電気特性を十分に活かすことができるため、
セラミック積層部品の高性能化が期待できる。次に、本
発明の第２実施例を示すセラミックグリーンシートの積
層方法について説明する。

【００２６】この実施例では、第１実施例において中間
セラミックグリーンシートの形成にプレスを用いたが、
図８に示すように、キャリアフィルム上にセラミックス
ラリーを塗布してセラミックグリーンシートを形成した
後、中間セラミックグリーンシート前駆体４３ａを、雄
ローラー４６ａと雌ローラー４６ｂとの間を通すことに
より、雄ローラー４６ａに刻印した凸型パターン４７ａ
と、雌ローラー４６ｂに刻印した凹型パターン４７ｂに
より打ち抜き成形を行い、これを所望の大きさに切断し
て中間セラミックグリーンシート４３を得るものであ
る。その他は、第１実施例と同様であるので、その説明
は省略する。

【００２７】このように第２実施例によれば、グリーン
シートを送りながら雄ローラーの凸型パターンにより中
間セラミックグリーンシートを形成するようにしたの
で、同じ形状の中間セラミックグリーンシートを連続的
に多数形成することができるため、生産性が向上する。
なお、上記実施例では、セラミックグリーンシート同士
を熱圧着した後、所定の寸法に切断したが、切断前にセ
ラミックグリーンシート積層体内に含まれる溶剤をでき
るだけ完全に乾燥させるため、最終的な乾燥工程、例え
ば、１００℃、２４時間の乾燥を付しても良い。また、
切断工程を熱圧着工程の前に行っても良い。

【００２８】さらに、ＬＣ複合積層部品の場合等、用い
られるセラミックグリーンシートは誘電体シートと磁性
体シートというように異種材料である場合においても、
この発明は適用が可能である。また、この場合でも、第
２実施例において中間セラミックグリーンシートは、目
的に応じて誘電体シート、磁性体シートのどちらを用い
ても良い。あるいは、両方を用いても良い。

【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 〔１〕請求項１記載の発明によれば、複数のセラミック
グリーンシートを積み重ねてなる積層体を得る場合、セ
ラミックグリーンシートにおいて内部電極となるべき導
体ペースト膜によるセラミックグリーンシート表面の凹
凸を、中間セラミックグリーンシートを導体ペースト膜
が形成されていない部分のみに積層することにより平ら
にするようにしたので、複数のセラミックグリーンシー
トを積層する工程で加圧による導体ペースト膜の変形を
防ぐことが可能になり、設計寸法通りにセラミック積層
体を得ることができ、歩留まりの低下を防ぐことができ
る。

【００３１】また、セラミックグリーンシートの接着に
接合材を用いていないので、比誘電率や絶縁耐力等、セ
ラミックの電気特性を十分に活かすことができるため、
セラミック積層部品の高性能化が期待できる。 〔２〕請求項２記載の発明によれば、プレス成形によ
り、迅速、かつ的確に中間セラミックグリーンシートを
形成することができる。

【００３２】〔３〕請求項３記載の発明によれば、グリ
ーンシートを送りながら雄ローラーの凸型パターンによ
り、中間セラミックグリーンシートを形成するようにし
たので、同じ形状の中間セラミックグリーンシートを連
続的に多数形成することができるため、生産性の向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層方法の第１工程を示す図である。

【図２】本発明の第１実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層方法の第２工程を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層方法の第３工程を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層方法の第４工程を示す図である。

【図５】本発明の第１実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層方法の第５工程を示す図である。

【図６】本発明の第１実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層方法の第６工程を示す図である。

【図７】本発明の第１実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層体の断面図である。

【図８】本発明の第２実施例を示すセラミックグリーシ
ートの積層方法の要部工程図である。

【図９】従来のセラミックグリーンシートを積層・加圧
する方法を採用して得られたセラミック多層基板の断面
図である。

【図１０】従来のセラミックグリーンシート上への導体
ペースト膜の形成状態を示す断面図である。

【図１１】従来のセラミックグリーシートの積層体の断
面図である。

【図１２】従来のセラミックグリーシートの積層方法
（その１）を示す図である。

【図１３】従来のセラミックグリーシートの積層方法
（その２）を示す図である。

【符号の説明】

４０ キャリアフィルム ４１ セラミックグリーンシート ４２ 導体ペースト膜 ４３ 中間セラミックグリーンシート ４３ａ 中間セラミックグリーンシート前駆体 ４４ 打ち抜き型 ４４ｂ プレス型 ４６ａ 雄ローラー ４６ｂ 雌ローラー ４７ａ 凸型パターン ４７ｂ 凹型パターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセラミックグリーンシートを準備
   し、かつ前記複数のセラミックグリーンシートのうち少
   なくとも一つのセラミックグリーンシートの主表面上
   に、内部電極となるべき導体ペースト膜を形成した後、
   前記複数のセラミックグリーンシートを積み重ねる、各
   ステップを備えるセラミックグリーンシートの積層方法
   において、 主表面上に導体ペースト膜を形成したセラミックグリー
   ンシートと、形成された導体ペースト膜の乾燥厚さと同
   じ厚さで、導体ペースト膜が形成されていない部分と同
   形状の中間セラミックグリーンシートとを用意し、該中
   間セラミックグリーンシートを、導体ペースト膜を有す
   る前記セラミックグリーンシート上の導体ペースト膜が
   形成されていない部分に積み重ね、これを所望回数繰り
   返すことによりセラミックグリーンシート積層体を得る
   ことを特徴とするセラミックグリーンシートの積層方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセラミックグリーンシー
   トの積層方法において、前記中間セラミックグリーンシ
   ートをプレス成形により得ることを特徴とするセラミッ
   クグリーンシートの積層方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のセラミックグリーンシー
   トの積層方法において、前記中間セラミックグリーンシ
   ートをローラーに設けられたパターンにより、連続的に
   得ることを特徴とするセラミックグリーンシートの積層
   方法。