DE10051388A1 - Verfahren zur Herstellung einer keramischen Grünfolie und Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik - Google Patents

Abstract

Die Erfindung zielt darauf ab, in stabiler Form eine Keramikgrünfolie mit guter Oberflächenrauheit und wenigen lochförmigen Defekten auch bei der Herstellung einer dünnen Keramikgrünfolie zu liefern und ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik effizient und sicher herzustellen, bei dem die Minderung der Lebensdauer aufgrund von Unebenheiten der Kontaktflächen zwischen internen Elektroden und Keramikschichten und das Auftreten von Strukturdefekten, wie z. B. Delaminierung, Verbiegen eines Elektrodenteils usw., in einem Multilayerdünnfilm beseitigt werden können. Eine Trockenfolie, die durch Ausformen von Keramikpaste in Folienform auf einem Trägerfilm erhalten wurde, wird dadurch geglättet, daß jeder Trägerfilm unter Verwendung einer Plattenpresse, einer hydrostatischen Presse oder einer Kalenderwalze bei einer vorgewählten Temperatur und Druckbedingungen gepreßt wird, um die Oberflächenglätte der Keramikgrünfolie unabhängig vom Partikeldurchmesser der Keramik und der Dispersionsfähigkeit zu verbessern. Elektrodenpaste wird in einem vorgegebenen Muster auf die so hergestellte Grünfolie aufgebracht, um eine mit einer Elektrode versehene Folie zu bilden. Eine Mehrzahl von mit Elektroden versehenen Folien wird laminiert und dann gebrannt, um ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik herzustellen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von keramischer Grünfolie, die zur Herstellung eines kerami­ schen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik, wie z. B. eines monolithischen Keramikkondensators, eines Multilayer- Varistors oder ähnlichem, verwendet wird. Die Erfindung be­ zieht sich ferner auf ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik, insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektronischen Bauteils in Mul­ tilayer-Technik mit einem Aufbau, bei dem eine Mehrzahl von internen Elektroden angeordnet ist, zwischen denen Keramik­ schichten angeordnet sind.

Obwohl ein monolithischer Keramikkondensator, der ein typi­ sches Beispiel von keramischen elektronischen Bauteilen in Multilayer-Technik ist, vielfach für verschiedene Anwendungen genutzt wird, wurde neuerdings gefordert, daß das keramische elektronische Bauteil in Multilayer-Technik von geringer Grö­ ße und hoher Kapazität ist, da es zu fortschreitender Minia­ turisierung von elektronischen Bauteilen kam.

Der monolithische Keramikkondensator hat z. B., wie in Fig. 3 gezeigt, einen Aufbau, bei dem ein Keramikelement 3 eine Mehrzahl von internen Elektroden 2a und 2b aufweist, die sich jeweils gegenüberliegen, wobei Keramikschichten als dazwi­ schen angeordnete dielektrische Schichten dienen und Enden der internen Elektroden 2a und 2b zu verschiedenen seitlichen Enden des Keramikelements 3 geführt werden, und ein Paar ex­ terner Elektroden 4a und 4b, die jeweils an beiden Seiten des. Keramikelements 3 angeordnet sind, um jeweils mit den inter­ nen Elektroden 2a und 2b verbunden zu werden.

Für die Herstellung des monolithischen Keramikkondensators verwendete Keramikgrünfolien werden verwendet, um die oben erwähnten keramischen Schichten herzustellen, welche als di­ elektrische Schichten dienen, und die Keramikgrünfolien wur­ den in der letzten Zeit in verstärktem Maße dünner gestaltet, um die gewinnbare Kapazität zu steigern und die Produktgröße zu verringern.

Jede der Grünfolien wird im allgemeinen dadurch hergestellt, daß eine Keramikpaste in Folienform hergestellt und dann ge­ trocknet wird. Als Verfahren zur Umformung der Keramikpaste in eine Folie werden verschiedene Verfahren, wie z. B. das Ab­ streichmesserverfahren, das Verfahren mit gegenläufigen Wal­ zenstreichern und ähnliches, verwendet.

Beispielsweise zeigt Fig. 4 ein Beispiel an sich bekannter Verfahren zur Herstellung von Keramikgrünfolien, bei dem ein Trägerfilm 52 von einer Trägerfilmzuführeinheit (Trägerfilm­ zuführrolle) 51 zugeführt wird und Keramikpaste 54 auf den Trägerfilm 52 durch Keramikpastenbeschichtungsmittel (Folien bildende Mittel) (im vorliegenden Beispiel unter Verwendung des Abstreichmesserverfahrens) 53 in einer vorherbestimmten Lage aufgebracht wird, die zusammen mit dem Trägerfilm 52 zu Trockenmitteln 55 zum Trocknen der Keramikpaste 54 zur Aus­ bildung einer Keramikgrünfolie 56 geführt wird. Dann wird der Trägerfilm 52, welcher die auf seiner Oberfläche gebildeten Keramikgrünfolie hält, durch eine Folienaufnahmerolle 57 in der Weise aufgewickelt, daß die ausgeformte, von dem Träger­ film 52 gehaltene Keramikgrünfolie 56 gesammelt wird.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten monolithischen Keramikkondensator müssen für die Keramikschichten verwendete Keramikgrünfolien als dünne Keramikgrünfolien hergestellt werden, wenn die zwi­ schen den internen Elektroden 2a und 2b eingelegten Keramik­ schichten 2 eine Stärke (Elementenstärke) von 3 µm oder weni­ ger aufweisen. Jedoch gibt es, wenn dünne. Keramikgrünfolien durch das oben beschriebene an sich bekannte Verfahren herge­ stellt werden, Probleme des Aufrauhens der Keramikgrünfolien und des Entstehens von lochartigen Defekten (Poren) in den Keramikgrünfolien.

Darüber hinaus werden keramische dielektrische Materialien, wie z. B. Bariumtitanat, Strontiumtitanat, Kalziumtitanat und ähnliche, welche eine Perowskit-Struktur haben, üblicherweise in großem Umfang als Kondensatormaterialien genutzt, indem ihre hohe relative Dielektrizitätskonstante ausgenutzt wird. Entsprechend wurden in letzter Zeit auf dem Gebiet der Kon­ densatoren, die passive Bauteile sind, im Zuge der Miniaturi­ sierung von elektronischen Bauteilen kleine Kondensatoren nachgefragt, die eine hohe Kapazität entwickeln können.

Ein an sich bekannter monolithischer Keramikkondensator, der ein keramisches dielektrisches Material für eine dielektri­ sche Schicht verwendet, muß bei einer hohen Temperatur von ungefähr 1300°C in Luftumgebung gebrannt werden, und demzu­ folge muß als Material für die internen Elektroden ein Edel­ metall, wie z. B. Palladium, verwendet werden. Jedoch ist ein solches Edelmetall sehr teuer, so daß der Kostenanteil des Elektrodenmaterials bei dem entsprechenden Produkt steigt.

Dies ist ein wesentlicher Faktor, der eine Kostensenkung be­ hindert.

Um das Problem zu lösen, werden demzufolge in zunehmendem Ma­ ße die internen Elektroden des monolithischen Keramikkonden­ sators aus einem Unedelmetallmaterial hergestellt, und zur Verhinderung der Oxydierung von Elektroden während des Bren­ nens werden verschiedene dielektrische Materialien, die in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre gebrannt werden können und die einen Reduktionswiderstand haben, entwickelt.

Unter diesen Umständen muß der monolithische Keramikkondensa­ tor eine geringe Größe und größere Kapazität haben, was zum Fortschritt bei der Entwicklung von Techniken zur Steigerung der Dielektrizitätskonstante eines keramischen dielektrischen Materials und zur Verdünnung von keramischen dielektrischen Schichten und internen Elektrodenschichten führt.

Wenn jedoch jede der Keramikschichten (die zwischen den in­ ternen Elektroden eingelegten Keramikschichten) jeweils eine Stärke (Elementenstärke) von 3 µm oder weniger haben, nehmen Unregelmäßigkeiten bei den Kontaktflächen zwischen den kera­ mischen dielektrischen Schichten und den internen Elektroden­ schichten zu bzw. es entstehen vermehrt Defekte (Poren) in den keramischen dielektrischen Schichten, wodurch ein Problem reduzierter Lebensdauer auftritt.

Um die Glätte einer zur Ausbildung der Keramikschicht verwen­ deten Keramikgrünfolie zu verbessern und die Dichte der Kera­ mikgrünfolie zu erhöhen, wird demzufolge ein Verfahren offen­ bart, bei dem der Partikeldurchmesser des keramischen Pulver­ materials gemindert wird (nicht geprüfte japanische Patent­ veröffentlichung Nr. 10-223469).

In dem Maße, wie der Partikeldurchmesser abnimmt, klumpt je­ doch das Keramikpulver rasch, und das Dispersionsvermögen wird geringer. Demzufolge sind dem Verfahren der Minderung des Partikeldurchmessers Grenzen in bezug auf die Verbesse­ rung der Oberflächenglätte der Keramikgrünfolie gesetzt, ebenso bei der Erhöhung der Dichte derselben. Bei einem kera­ mischen dielektrischen Pulver mit der gleichen Zusammenset­ zung nimmt die Dielektrizitätskonstante in dem Maße ab, wie der Partikeldurchmesser abnimmt, wodurch das Problem ent­ steht, daß es unmöglich wird, einen monolithischen Keramik­ kondensator mit großer Kapazität zu erhalten.

Ein Verfahren zur Dispersion von Keramikpaste umfaßt das Ro­ tieren der Keramikpaste mit hoher Geschwindigkeit in einer Sandmühle oder Viskomühle, um an der Keramikpaste eine hohe Scherkraft anzulegen. Obwohl die Dispersion abläuft, indem Scherkraft an dem Keramikpulver angelegt wird, hat dieses Verfahren jedoch der Nachteil, daß das Keramikpulver teilwei­ se gemahlen wird. Das Mahlen des Keramikpulvers verbessert zwar die Oberflächenglätte einer Folie aufgrund der zunehmen­ den Dispersionsfähigkeit, aber die Charakteristik wird durch das Mahlen des Keramikpulvers geändert, so daß das Problem von Veränderungen der Temperaturcharakteristika des resultie­ renden monolithischen Keramikkondensators im Gegensatz zu dem gewünschten Konstruktionsbereich entsteht und die Dielektri­ zitätskonstante eines keramischen Dielektrikums gemindert wird.

Darüber hinaus muß die Anzahl der laminierten Schichten ge­ steigert werden, um die Größe des monolithischen Keramikkon­ densators zu mindern und dessen Kapazität zu steigern, und demzufolge wird ein monolithischer Keramikkondensator entwic­ kelt, bei dem ungefähr 300 dünne Keramikgrünfolien mit einer Elementendicke von 3 µm oder weniger laminiert werden.

Wenn jedoch nicht weniger als 300 Schichten laminiert werden, wird eine durch die Dicke einer internen Elektrode gebildete Stufe erhöht, womit das Problem entsteht, daß aufgrund der Stufe in der Elektrode eine Delaminierung ausgelöst wird, und das Problem, daß nach außen gerichtete Elektrodenteile gebo­ gen werden, die zur Verbindung der internen Elektroden und der externen Elektroden hinausgeleitet werden, womit ein Kurzschlußdefekt ausgelöst wird.

Diese Probleme gelten nicht nur für den monolithischen Kera­ mikkondensator, sondern auch für andere keramische elektroni­ sche Bauteile in Multilayer-Technik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die obigen Probleme zu lösen, und es ist ein Gegenstand der Erfindung, ein Ver­ fahren zur Herstellung von Keramikgrünfolien zu liefern, das in der Lage ist, stabil eine Keramikgrünfolie herzustellen, welche eine gute Oberflächenglätte und wenige lochartige De­ fekte auch dann aufweist, wenn eine dünne Keramikgrünfolie hergestellt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Lieferung eines Verfahrens zur Herstellung eines keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik, welches sicher und effizient ein keramisches elektronisches Bauteil in Mul­ tilayer-Technik herzustellen vermag und eine Verschlechterung der Lebensdauer aufgrund von Unregelmäßigkeiten an den Kon­ taktflächen zwischen den internen Elektroden und den Keramik­ schichten und das Auftreten von strukturellen Defekten (Delaminierung, Biegen eines Elektrodenteils oder ähnliches) in einem dünnen Mehrschichtfilm verhütet.

Um die Aufgaben der Erfindung zu lösen, weist ein Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie den Schritt des Aus­ formens einer keramischen Beschichtungspaste auf, welche Ke­ ramikpulver enthält, das in einem Dispersionsmedium auf einem Trägerfilm dispergiert wurde, um eine Folie zu bilden, den Schritt des Trocknens der folienförmigen Keramikpaste auf dem Trägerfilm und den Schritt des Glättens, bei dem die durch das Trocknen der Keramikpaste auf dem Trägerfilm erhaltene trockene Folie durch Einsatz einer Plattenpresse, welche min­ destens ein Paar Preßplatten aufweist, unter Bedingungen ei­ ner Preßplattenoberflächentemparatur von 0 bis 150°C und ei­ nes Drucks von 500 bis 10000 kgf/cm² zur Glättung der Ober­ fläche der Folie geglättet wird.

Die trockene Folie (eine Keramikgrünfolie, die dem Glättungs­ prozeß nicht unterzogen wurde), welche durch Aufbringung der Keramikpaste in Form einer Folie auf dem Trägerfilm und an­ schließendes Trocknen erhalten wurde, wird mit den Platten jeweils für jedem Trägerfilm gepreßt, indem die Plattenpresse unter den Bedingungen einer Preßplattenoberflächentemperatur von 0 bis 150°C und einem Druck von 500 bis 10000 kgf/cm² verwendet wird, und somit kann die Oberflächenglätte der Ke­ ramikgrünfolie unabhängig vom Partikeldurchmesser und der Dispersionsfähigkeit der Keramik verbessert werden. Demzufol­ ge kann eine Keramikgrünfolie sicher hergestellt werden, die für die Herstellung eines monolithischen Keramikkondensators geeignet ist.

Die Plattenpresse weist beispielsweise ein Paar paralleler Platten (Preßplatten) auf, die jeweils eine spiegelblank po­ lierte hartchromplattierte Schicht an der Oberfläche dersel­ ben, Drucksteuermittel für die Steuerung des Drucks der Preß­ platten und Heizmittel für das Aufheizen der Preßplatten auf eine vorgewählte Temperatur aufweisen, so daß die Keramik­ grünfolie zwischen dem Paar Preßplatten gehalten und von bei­ den Seiten unter Erhitzung auf die vorgewählte Temperatur mit Druck beaufschlagt werden kann, um die Oberfläche der Kera­ mikgrünfolie zu glätten. Die Ausführungsform der Plattenpres­ se ist nicht einschränkend.

Durch das Glätten mit dem Plattenpressenverfahren können Ke­ ramikgrünfolien einzeln gepreßt werden oder es können mehrere Folien übereinander gestapelt und gepreßt werden. Um jedoch zu verhindern, daß die Keramikgrünfolie an den Preßplatten anhaftet, wird die bearbeitete Oberfläche eines einem Trenn­ prozeß unterzogenen Films vorzugsweise mit der Oberfläche der Keramikgrünfolie verbunden, worauf das Pressen folgt. Beim Pressen einer Mehrzahl von Keramikgrünfolien muß verhindert werden, daß jede Keramikgrünfolie an dem darauf aufgelegten Trägerfilm anhaftet, deshalb wird die bearbeitete Oberfläche eines dem Trennprozeß unterzogenen Films vorzugsweise mit der Oberfläche jeder einzelnen Keramikgrünfolie verbunden, bzw. es wird vorzugsweise ein Trägerfilm verwendet, an dessen Rückseite der Trennprozeß durchgeführt wird.

Erfindungsgemäß liegt die Temperatur der Preßplattenoberflä­ che im Bereich von 0 bis 150°C, denn bei einer Temperatur von weniger als 0°C härtet die Folienoberfläche aus und ver­ schlechtert den Effekt der Abnahme der Oberflächenrauheit (Ra), während bei einer Temperatur von mehr als 150°C die Fo­ lie aufgrund der Thermoplastizität aufgeweicht wird, womit die Folie vom Trägerfilm auf die Seite der Preßplatte über­ tragen wird.

Zusätzlich liegt der Anpreßdruck im Bereich von 500 bis 10000 kgf/cm², denn bei einem Anpreßdruck von weniger als 500 kgf/cm² kann eine ausreichende Glättungswirkung der Oberflä­ che rächt erreicht werden, während bei einem Anpreßdruck von mehr als 10000 kgf/cm² die Keramikgrünfolie vom Trägerfilm abgelöst oder gebrochen wird, wodurch eine Verarbeitung un­ möglich wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren der Herstellung einer Keramik­ grünfolie ist gekennzeichnet durch Plattenpressen unter den Bedingungen einer Preßplattenoberflächentemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks von 1000 bis 6000 kgf/cm².

Plattenpressen unter den Bedingungen einer Preßplattenober­ flächentemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks von 1000 bis 6000 kgf/cm² kann die Oberflächenglätte der Keramik­ grünfolie mit größerer Sicherheit verbessern.

Der Grund für die Einschränkung der Preßplattenoberflächen­ temperatur von 100°C oder weniger liegt darin, daß in einigen Fällen aufgrund der Thermoplastizität das Aufheizen der Kera­ mikgrünfolie auf 100 bis 150°C ein Übertragen der Keramik­ grünfolie auf die Preßplattenseite bewirkt, wodurch die Ober­ fläche gekräuselt und die Wirkung der Minderung der Oberflä­ chenrauheit verschlechtert wird.

Der Grund für die Einschränkung des Anpreßdrucks zwischen den Preßplatten auf 6000 kgf/cm² oder weniger liegt darin, daß bei einem Anpreßdruck von 6000 bis 10000 kgf/cm² ein Kräuseln an der Oberfläche der Keramikgrünfolie eintritt, wodurch die Wirkung der Minderung der Oberflächenrauheit verschlechert wird.

Wie oben beschrieben kann durch Plattenpressen unter den Tem­ peraturbedingungen und Druckbedingungen in den für die Kera­ mikgrünfolie geeigneten Bereichen die Wirkung der Glättung der Oberfläche der Keramikgrünfolie sicher erhalten werden, ohne daß die Keramikgrünfolie vom Trägerfilm abgelöst oder die Keramikgrünfolie gebrochen wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie den Schritt des Aus­ formens einer keramischen Beschichtungspaste auf, welche Ke­ ramikpulver enthält, das in einem Dispersionsmedium auf einem Trägerfilm dispergiert wurde, um eine Folie zu bilden, den Trocknungsschritt des Trocknens der folienförmigen Keramikpa­ ste auf dem Trägerfilm und den Glättungsschritt des hydrosta­ tischen Pressens der durch das Trocknen der Keramikpaste auf dem Trägerfilm erhaltenen trockenen Folie durch Einsatz einer hydrostatischen Presse unter Bedingungen einer Preßtemparatur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks von 500 bis 10000 kgf/cm² zur Glättung der Oberfläche der Folie.

Die trockene Folie (eine Keramikgrünfolie, die dem Glättungs­ prozeß nicht unterzogen wurde), welche durch Ausbilden der Keramikpaste in Form einer Folie auf dem Trägerfilm und an­ schließendes Trocknen erhalten wurde, wird hydrostatisch für jeden Trägerfilm gepreßt, indem die hydrostatische Presse un­ ter den Bedingungen einer Preßtemperatur von 0 bis 150°C und einem Preßdruck von 500 bis 10000 kgf/cm² verwendet wird, und somit kann die Oberflächenglätte der Keramikgrünfolie unab­ hängig vom Partikeldurchmesser und der Dispersionsfähigkeit der Keramik verbessert werden. Demzufolge kann eine Keramik­ grünfolie sicher hergestellt werden, die für die Herstellung eines monolithischen Keramikkondensators geeignet ist.

Die hydrostatische Presse weist beispielsweise einen Druckbe­ hälter auf, der mit einer Flüssigkeit, wie z. B. Öl oder Was­ ser, gefüllt ist, einen Druckzylinder, um die Flüssigkeit un­ ter Druck zu setzen, Steuermittel zur Steuerung des auf die. Flüssigkeit angelegten Drucks, und Heizmittel zum Aufheizen der Flüssigkeit auf eine vorgewählte Temperatur. Beispiels­ weise wird die Keramikgrünfolie auf die spiegelglatt polierte Oberfläche einer Metallrolle aufgewickelt, mit einer flexi­ blen Folie unter Vakuum verpackt und dann in die Flüssigkeit der hydrostatischen Presse, wie z. B. Öl oder Wasser, einge­ taucht, worauf das hydrostatische Pressen erfolgt. Als Ergeb­ nis werden die Keramikgrünfolie an der Oberfläche der Metall­ rolle und der Film auf der Rückseite der Keramikgrünfolie un­ ter gleichmäßigem Druck gepreßt, um die Oberfläche der Kera­ mikgrünfolie zu glätten. Die Ausführungsform der hydrostati­ schen Presse ist nicht einschränkend, und anstelle der Me­ tallrolle kann eine Rolle aus einem anderen Material als Me­ tall Verwendung finden.

Beim Pressen einer Keramikgrünfolie, die auf die Metallrolle aufgewickelt wird, und durch das hydrostatische Preßverfahren wird vorzugsweise ein Trägerfilm genutzt, dessen Rückseite dem Abtrennprozeß unterzogen wird.

Dadurch, daß die Keramikgrünfolie um die Metallrolle herum aufgewickelt wird, wird die Gesamtstärke der gesamten Kera­ mikgrünfolie erhöht, und damit kann der Druck, der auf beide Enden der aufgewickelten Keramikgrünfolie angelegt wird, wel­ cher in einigen Fällen eine Verformung verursacht, nicht ver­ nachlässigt werden. In diesem Fall werden Flansche an beiden Ende der Metallrolle vorgesehen, und die Keramikgrünfolie wird auf die Metallrolle in der Weise aufgewickelt, daß beide Enden der Keramikgrünfolie in engem Kontakt mit den Flanschen stehen, um die ungünstige Wirkung an beiden Enden der Kera­ mikgrünfolie zu verhindern.

Das hydrostatische Pressen kann durch Verwendung einer fla­ chen Platte statt der Metallrolle durchgeführt werden. Beim hydrostatischen Pressen einer Mehrzahl von gestapelten Kera­ mikgrünfolien wird vorzugsweise ein Trägerfilm genutzt, des­ sen Rückseite dem Abtrennprozeß unterzogen wurde.

Erfindungsgemäß liegt die Preßtemperatur in einem Bereich von 0 bis 150°C, und der Anpreßdruck liegt in einem Bereich von 500 bis 10000 kgf/cm², wobei die gleichen Gründe für die Grenzen wie beim Plattenpressenverfahren für das Glätten gel­ ten.

Bei dem Verfahren der Herstellung der erfindungsgemäßen Kera­ mikgrünfolie erfolgt das hydrostatische Pressen vorzugsweise unter den Bedingungen einer Preßtemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks von 1000 bis 6000 kgf/cm².

Das hydrostatische Pressen unter den Bedingungen einer Preß­ temperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks von 1000 bis 6000 kgf/cm² kann die Glätte der Oberfläche der Keramik­ grünfolie mit größerer Sicherheit verbessern.

Die Gründe für das Einschränken der Preßtemperatur auf 20 bis 100°C und des Anpreßdrucks auf 1000 bis 6000 kgf/cm² sind die gleichen wie für die Preßplattenoberflächentemperatur im Be­ reich von 0 bis 100°C und den Anpreßdruck im Bereich von 1000 bis 6000 kgf/cm².

Wie oben beschrieben kann hydrostatisches Pressen unter den Temperatur- und Druckbedingungen in dem für Keramikgrünfolie geeigneten Bereich mit Sicherheit die Wirkung der Glättung der Oberfläche der Keramikgrünfolie erreichen, ohne daß ein Abtrennen der Keramikgrünfolie vom Trägerfilm und ein Brechen der Keramikgrünfolie verursacht werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie den Schritt des Aus­ formens einer keramischen Beschichtungspaste auf, welche Ke­ ramikpulver enthält, das in einem Dispersionsmedium auf einem Trägerfilm dispergiert wurde, um eine Folie zu bilden, den Trocknungschritt des Trocknens der folienförmigen Keramikpa­ ste auf dem Trägerfilm und den Glättungsschritt des Ka­ landrierens der durch das Trocknen der Keramikpaste auf dem Trägerfilm erhaltenen trockenen Folie unter Verwendung einer Kalanderwalze, die mindestens ein Paar Quetschwalzen auf­ weist, wobei Bedingungen einer Quetschwalzenoberflächentempa­ ratur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks (linearen Drucks) von 50 bis 1000 kgf/cm zur Glättung der Oberfläche der Folie angewandt werden.

Die trockene Folie (eine Keramikgrünfolie, die dem Glättungs­ prozeß nicht unterzogen wurde), die durch Aufbringen der Ke­ ramikpaste in Form einer Folie auf dem Trägerfilm und an­ schließendes Trocknen erhalten wurde, wird jeweils für jeden Trägerfilm kalandriert, wobei die Kalanderwalze unter Bedin­ gungen einer Quetschwalzenoberflächentemperatur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks (linearem Druck) von 50 bis 1000 kgf/cm verwendet wird, und damit kann die Oberflächenglätte der Keramikgrünfolie unabhängig vom Partikeldurchmesser und der Dispersionsfähigkeit der Keramik verbessert werden. Dem­ zufolge kann eine Keramikgrünfolie sicher hergestellt werden, die für die Herstellung eines monolithischen Keramikkondensa­ tors geeignet ist.

Die Kalanderwalze weist beispielsweise eine Vorheizwalze (die in einigen Fällen weggelassen werden kann), um die Keramik­ grünfolie vorzuheizen, mindestens ein Paar Quetschwalzen und Heizmittel für das Aufheizen der Quetschwalzen in der Weise auf, daß die Keramikgrünfolie zwischen einem Paar Quetschwal­ zen gehalten und von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt wird, um die Oberfläche der Keramikgrünfolie unter Druck zu glätten. Die Ausführungsform der Kalanderwalze ist nicht ein­ schränkend, und verschiedene Typen von Kalanderwalzen, wie z. B. eine Walze mit nur einer Quetschwalze, eine Mehrstufen­ quetschwalzen-Kalanderwalze mit mehreren Paaren von Quetschwalzen und ähnliches, können ebenfalls verwendet wer­ den.

Erfindungsgemäß liegt die Temperatur der Quetschwalzenober­ fläche im Bereich von 0 bis 150°C, denn bei einer Temperatur von weniger als 0°C härtet die Folienoberfläche und ver­ schlechtert den Effekt der Abnahme der Oberflächenrauheit (Ra), während bei einer Temperatur von mehr als 150°C die Fo­ lie aufgrund der Thermoplastizität aufgeweicht und vom Trä­ gerfilm abgelöst sowie auf die Seite der Anpreßplatte über­ tragen wird.

Der Grund für das Einstellen des Anpreßdrucks (linearen Drucks) im Bereich von 50 bis 1000 kgf/cm liegt darin, daß bei einem linearen Druck von weniger als 50 kgf/cm der aus­ reichende Oberflächenglättungseffekt nicht erhalten werden kann, während bei einem linearen Druck von mehr als 1000 kgf/cm die Keramikgrünfolie vom Trägerfilm abgetrennt oder gebrochen wird, wodurch eine Verarbeitung unmöglich wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Herstellung einer Ke­ ramikgrünfolie wird das Kalandrieren vorzugsweise unter Be­ dingungen einer Quetschwalzenoberflächentemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks (linearer Druck) von 100 bis 600 kgf/cm durchgeführt.

Das Kalandrieren unter den Bedingungen einer Quetschwal­ zenoberflächentemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreß­ drucks (linearer Druck) von 100 bis 600 kgf/cm kann sicherer die Glätte der Oberfläche der Keramikgrünfolie verbessern.

Der Grund für das Einschränken der Quetschwalzenoberflächen­ temperatur auf 100°C oder weniger liegt darin, daß in einigen Fällen aufgrund der Thermoplastizität das Aufheizen der Kera­ mikgrünfolie auf 100 bis 150°C ein Übertragen der Keramik­ grünfolie auf die Pressenplattenseite bewirkt, wodurch die Oberfläche gekräuselt wird und die Wirkung der Minderung der Oberflächenrauheit verschlechtert wird.

Der Grund für das Einschränken des Anpreßdrucks (linearer Druck) auf 600 kgf/cm oder weniger liegt darin, daß in eini­ gen Fällen bei einem Anpreßdruck (linearer Druck) von 600 bis 1000 kgf/cm ein Kräuseln an der Oberfläche der Keramikgrünfo­ lie auftritt, wodurch die Wirkung der Minderung der Oberflä­ chenrauheit verschlechert wird.

Wie oben beschrieben kann das Kalandrieren unter den Bedin­ gungen der Temperatur und des Anpreßdrucks (linearer Druck) in den für die Keramikgrünfolie geeigneten Bereichen mit Si­ cherheit die Wirkung der Glättung der Oberfläche der Keramik­ grünfolie erreicht werden, ohne daß ein Abtrennen der Kera­ mikgrünfolie vom Trägerfilm und ein Brechen der Keramikgrün­ folie verursacht werden.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie er­ folgt die Glättung in der Weise, daß die Oberflächenrauheit (Ra-Wert) der Keramikgrünfolie 100 nm oder weniger beträgt.

Bei einem keramischen elektronischen Bauteil in Multilayer- Technik, bei dem jede der Keramikschichten, welche zwischen internen Elektroden eingelegt werden, eine Stärke (Elementendicke) von 3 µm oder weniger aufweist, hat der Ein­ satz einer Keramikgrünfolie mit einer Oberflächenrauheit (Ra- Wert) von über 100 nm bei der Herstellung des Bauteils die Tendenz, daß die Lebensdauer abrupt abnimmt. Durch Anwendung der Erfindung kann die Oberflächenrauheit (Ra-Wert) einer dünnen Keramikgrünfolie auf 100 nm oder weniger reduziert werden, und die Lebensdauer des unter Verwendung der Keramik­ grünfolie hergestellten keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik kann verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird die Oberflächenrauheit (Ra-Wert) auf der Grundlage von Messungen (nm) eines Bereiches von 5 µm im Qua­ drat ermittelt, die durch Verwendung eines Atomkraft- Mikroskops erhalten wurde.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Ke­ ramikgrünfolie wird die Keramikgrünfolie in abtrennbarer Wei­ se vom Trägerfilm gehalten, denn Keramikgrünfolien werden von den Trägerfilmen abgetrennt und dann im Einsatz laminiert, um ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik herzustellen.

Die Erfindung ist besonders nützlich für die Herstellung ei­ ner dünnen Keramikgrünfolie für ein keramisches elektroni­ sches Bauteil in Multilayer-Technik, bei dem gefordert wird, daß es eine ausgezeichnete Oberflächenglätte aufweist. Beim Schritt der Ausformung von Keramikpaste in Form einer Folie und beim Schritt der Glättung der Oberfläche wird die Kera­ mikgrünfolie vom Trägerfilm gehalten, während beim Laminie­ rungsschritt die Keramikgrünfolie vom Trägerfilm abgetrennt werden kann. Beispielsweise kann ein keramisches elektroni­ sches Bauteil in Multilayer-Technik, wie z. B. ein monolithi­ scher Dünnschicht-Keramikkondensator vom Multilayer-Typ oder ähnliches, bei dem dünne Keramikschichten zwischen interne Elektroden eingelegt werden, effizient hergestellt werden.

Bei der Herstellung eines keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik unter Verwendung von mit dem Verfahren zur Herstellung von Keramikgrünfolie nach der Erfindung her­ gestellten Keramikgrünfolien kann die Oberflächenrauheit (Ra) der Kontaktflächen zwischen Keramikschichten und internen Elektroden gemindert werden.

Ein Glätten der Keramikgrünfolie kann die Dichte der Keramik­ grünfolie erhöhen, womit die Häufigkeit des Auftretens von Poren in einem dielektrischen Element eines Kondensators re­ duziert wird.

Darüber hinaus wird die Dichte der Folie erhöht, um ein Foli­ enangriffsphänomen zu unterdrücken, bei dem die Lösungsmit­ telkomponente der Elektrodenpaste in die Folie hineinwandert, um das Folienbindemittel aufzulösen.

Als Ergebnis kann unter Verwendung der mit dem Herstellver­ fahren nach der Erfindung hergestellten Keramikgrünfolie ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik mit langer Lebensdauer und ausgezeichneter Zuverlässigkeit herge­ stellt werden.

Die Erfindung ist nützlich für die Herstellung von Keramik­ grünfolien für ein keramisches elektronisches Bauteil in Mul­ tilayer-Technik, bei dem die Stärke (Elementenstärke) jeder der Keramikschichten 3 µm oder weniger beträgt. Indem nach dem Herstellverfahren der Erfindung hergestellte Keramikgrün­ folien für die Herstellung eines monolithischen Keramikkon­ densators verwendet werden, kann beispielsweise ein kleiner monolithischer Keramikkondensator mit großer Kapazität, wel­ cher ausgezeichnete elektrische Eigenschaften hat und einen Mehrschichtdünnfilm aufweist, effizient hergestellt werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik den Schritt des Ausformens von Keramikpa­ ste in einer Folie, den Glättungsschritt des Pressens der ausgeformten Keramikgrünfolie zur Glättung der Oberfläche derselben, den Folien bildenden Schritt der Beschichtung mit Elektrodenpaste zur Bildung einer internen Elektrode auf der geglätteten Keramikgrünfolie in einem vorgegebenen Muster zur Ausbildung einer mit einer Elektrode versehenen Folie und den Laminierungsschritt der Laminierung der mit Elektroden verse­ henen Folien zur Ausbildung einer Laminierung sowie den Schritt des Brennens der Laminierung auf.

Die Keramikgrünfolie, die durch Ausformen der Keramikpaste in Form einer Folie erhalten wurde, wird geglättet, und dann wird die Elektrodenpaste zur Ausbildung einer internen Elek­ trode in einem vorherbestimmten Muster aufgebracht, um die mit einer Elektrode versehene Folie zu bilden. Eine Mehrzahl von mit Elektroden versehenen Folien wird laminiert, um die Laminierung zu bilden, daran schließt sich das Brennen unter vorherbestimmten Bedingungen in der Weise an, daß das kerami­ sche elektronische Bauteil in Multilayer-Technik effizient hergestellt werden kann, während die Verschlechterung der Le­ bensdauer aufgrund von Unregelmäßigkeiten bei den Kontaktflä­ chen zwischen internen Elektroden und Keramikschichten und das Auftreten eines strukturellen Defekts (Delaminierung, Verbiegen eines Elektrodenteils oder ähnliches) in einem Mehrschichtdünnfilm verhindert werden.

Insbesondere kann das Verfahren zur Glättung der Keramikgrün­ folie die Oberflächenglätte der Keramikgrünfolie unabhängig vom Partikeldurchmesser und Dispersionsfähigkeit von Keramik­ partikeln verbessern, womit die Oberflächenrauheit (Ra) an den Kontaktflächen zwischen den Keramikschichten und den in­ ternen Elektroden des hergestellten keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik gemindert wird.

Da die Dichte der Folie durch das Glätten erhöht wird, ist es des weiteren möglich, ein Folienangriffsphänomen zu unter­ drücken, bei dem die Lösungsmittelkomponente der Elektroden­ paste in die Folie hineinwandert, um das Folienbindemittel aufzulösen.

Erfindungsgemäß wird die Keramikgrünfolie dem Glättungsprozeß unterzogen, und damit muß im Gegensatz zu einem Verfahren zur Herstellung der Oberflächenglätte der Keramikgrünfolie unter Einsatz eines hohen Grads von Disperionsfähigkeit von Kera­ mikpartikeln während der Dispersion der Keramikpaste keine übermäßige Scherkraft an den Partikeln angelegt werden, womit das Mahlen der Keramikpartikel unterdrückt bzw. Verhindert wird. Demzufolge ist es möglich, in wirksamer Weise zu ver­ hindern, daß die Kenndaten des keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik sich von den Zielbereichen entfernen oder die Werte der Kenndaten ungünstiger als die angestrebten Kenndaten liegen, weil es zu Veränderungen des Agglomerationsverhaltens verschiedener Keramikpartikellose kommt. Insbesondere ist es beispielsweise bei einem mono­ lithischen Keramikkondensator möglich, wirksam das Auftreten eines Problems zu verhindern, bei dem die Konstruktionstempe­ raturmerkmale von den Zielmerkmalen abweichen oder nur ein geringerer Kapazitätswert als die Entwurfskapazität erhalten werden kann.

Erfindungsgemäß ist "der Schritt des Laminierens der mit Elektroden versehenen Folien zur Ausbildung der Laminierung" ein umfassendes Konzept, das nicht nur den Fall einschließt, bei dem nur mit Elektroden versehene Folien laminiert werden, sondern auch den Fall, bei dem mit Elektroden versehene Foli­ en und auch Keramikgrünfolien (Außenschichtfolien), welche keine Elektrode aufweisen, an den Ober- und Unterseiten der mit Elektroden versehenen Folien laminiert werden, um eine Laminierung auszubilden.

Erfindungsgemäß ist die "Keramikpaste" ein weitreichendes Konzept, das nicht nur Paste einschließt, welche in einem Dispersionsmedium dispergiertes Keramikpulver enthält, son­ dern auch Pasten, die des weiteren Additive enthalten, wie z. B. Bindemittel, Weichmacher usw.

Erfindungsgemäß wird die Keramikgrünfolie vorzugsweise da­ durch erhalten, daß die Keramikpaste auf einem Trägerfilm in der Weise zu einer Folie ausgeformt wird, daß die von dem Film gehaltene Keramikgrünfolie befördert und dem Glättungs­ prozeß unterzogen wird. Durch Glätten der durch den Träger­ film gehaltenen Keramikgrünfolie kann das Brechen der Kera­ mikgrünfolie beim Glättungsprozeß auch bei einer dünnen Kera­ mikgrünfolie verhindert werden, womit also in effizienter Weise eine dünne Keramikgrünfolie hergestellt wird, welche eine ausgezeichnete Oberflächenglätte, eine hohe Dichte und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik enthält die Elektrodenpaste für die Ausbildung einer internen Elektrode ein Basismetallpulver als leitende Komponente, so daß die nach dem Brennen der Laminierung ausgeformte interne Elektro­ de ein Basismetall aufweist.

Durch Verwendung der entsprechend der Beschreibung dem Glät­ tungsprozeß unterzogenen Keramikgrünfolie auch bei der Aus­ bildung von internen Elektroden (interne Elektroden aus Ba­ sismetall) unter Verwendung der das Basismetallpulver als leitende Komponente enthaltenen Elektrodenpaste ist es mög­ lich, ein elektronische Bauteil in Multilayer-Technik herzu­ stellen, das weniger Lebensdauerbeeinträchtigung aufgrund von Unregelmäßigkeiten an den Kontaktflächen zwischen den inter­ nen Elektroden und den Keramikschichten und weniger struktu­ relle Defekte (Delaminierung, Verbiegen eines Elektrodenteils oder ähnliches) in einem Multilayer-Dünnfilm aufweist, wo­ durch die Elektrodenmaterialkosten ohne Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit gesenkt werden.

Die Erfindung kann nicht nur auf den Fall Anwendung finden, bei dem das konstituierende Material der internen Elektroden ein Basismetall ist, sondern auch auf den Fall, bei dem ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik mit internen Elektroden aus einem Basismetall hergestellt wird.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektro­ nischen Bauteils in Multilayer-Technik wird der Glättungspro­ zeß dadurch durchgeführt, daß entweder das Kalanderwalzver­ fahren, das Plattenpreßverfahren oder das hydrostatische Preßverfahren verwendet wird.

Als Glättungsverfahren kann entweder das Kalanderwalzenver­ fahren, das Plattenpreßverfahren oder das hydrostatische Preßverfahren zur Glättung der Oberfläche der Keramikgrünfo­ lie durch Druckbeaufschlagung verwendet werden, wodurch die Oberfläche der Grünfolie sicher geglättet und die Glätte der Kontaktflächen zwischen internen Elektroden und Keramik­ schichten verbessert wird. Als Ergebnis können die Druckfe­ stigkeit, die Haltbarkeit (Lebensdauer) und Verläßlichkeit der Eigenschaften des keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik verbessert werden. Der Glättungsprozeß durch das vorgenannte Verfahren kann die Foliendichte erhö­ hen, um Defekte, wie z. B. Poren der Keramikschichten, zu min­ dern. Das Kalanderwalzenverfahren, das Plattenpreßverfahren oder das hydrostatische Preßverfahren verwendet vorzugsweise eine Ausrüstung, die in einer Weise konstruiert ist, daß die Keramikgrünfolie durch Druckbeaufschlagung unter Erhitzung auf eine bestimmte Temperatur geglättet werden kann.

Das Kalanderwalzenverfahren verwendet eine Kalanderwalze, welche beispielsweise eine Vorheizwalze (welche in einigen Fällen möglicherweise nicht verwendet wird) zur Vorheizung der Keramikgrünfolie und mindestens ein Paar von Quetschwal­ zen (vorzugsweise Heizmittel aufweisend) in der Weise auf­ weist, daß die Keramikgrünfolie zwischen dem Paar Quetschwal­ zen gehalten und von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt wird, um die Oberfläche der Keramikgrünfolie unter Druck zu glätten. Die Ausführungsform der Kalanderwalze ist nicht ein­ schränkend, und verschiedene Typen von Kalanderwalzen, wie z. B. eine Kalanderwalze mit nur einer Quetschwalze, eine Mehrstufenquetschwalzen-Kalanderwalze mit mehreren Paaren von Quetschwalzen und ähnliches, können ebenfalls verwendet wer­ den.

In bezug auf die Bedingungen für die Glättung durch das Ka­ landerwalzenverfahren ist es wichtig, die Oberflächentempera­ tur der Quetschwalzen für das Quetschen der Keramikgrünfolie und den linearen Druck der Quetschwalzen in geeigneter Weise zu steuern. Die Oberflächentemperatur und der lineare Druck werden vorzugsweise auf den Bereich von 0 bis 150°C und auf den Bereich von 50 bis 1000 kgf/cm, vorzugsweise jeweils auf den Bereich von 20 bis 100°C und auf den Bereich von 100 bis 600 kgf/cm, eingestellt.

Das Plattenpreßverfahren verwendet eine Plattenpresse, welche beispielsweise ein Paar parallele Platten aufweist, die je­ weils eine spiegelblank polierte hartchromplattierte Schicht an der Oberfläche derselben und Drucksteuermittel für die Steuerung des Anpreßdrucks der Preßplatten in der Weise auf­ weist, daß die Keramikgrünfolie zwischen dem Paar Preßplatten gehalten und von beiden Seiten mit Druck beaufschlagt wird, um die Oberfläche der Keramikgrünfolie zu glätten. Die Aus­ führungsform der Plattenpresse ist nicht einschränkend. Das Paar paralleler Platten wird vorzugsweise so konstruiert, daß die Oberfläche der Folie beheizt werden kann.

In bezug auf die Bedingungen für die Glättung durch das Plat­ tenpreßverfahren ist es wichtig, die Oberflächentemperatur der parallelen Platten und den Anpreßdruck in geeigneter Wei­ se zu steuern. Die Oberflächentemperatur und der Anpreßdruck werden vorzugsweise auf den Bereich von 0 bis 150°C und auf den Bereich von 500 bis 10000 kgf/cm², vorzugsweise jeweils auf den Bereich von 20 bis 100°C und auf den Bereich von 1000 bis 6000 kgf/cm², eingestellt.

Nach dem Plattenpreßverfahren können Keramikgrünfolien nach­ einander mit Druck beaufschlagt werden oder es kann eine Mehrzahl von Folien gestapelt und mit Druck beaufschlagt wer­ den. Um jedoch zu verhindern, daß die Keramikgrünfolie an den Preßplatten anhaftet, wird vorzugsweise die bearbeitete Flä­ che eines dem Abtrennverfahren unterzogenen Films mit der Oberfläche einer Keramikgrünfläche verbunden, anschließend erfolgt das Pressen. Bei einem Pressen einer Mehrzahl von Ke­ ramikgrünfolien wird die bearbeitete Oberfläche eines dem Ab­ trennverfahren unterzogenen Films vorzugsweise mit der Ober­ fläche jeder Keramikgrünfolie verbunden, oder es wird vor­ zugsweise ein Trägerfilm, auf dessen Rückseite eine Abtrenn­ bearbeitung erfolgte, verwendet, um zu verhindern, daß die Keramikgrünfolien jeweils an dem darauf aufgelegten Film an­ haften.

Das hydrostatische Preßverfahren verwendet eine hydrostati­ sche Presse, wie beispielsweise einen Druckbehälter, der mit einer Flüssigkeit, wie z. B. Öl oder Wasser, gefüllt ist, ei­ nen Druckzylinder, um die Oberfläche der Flüssigkeit unter Druck zu setzen, und Steuermittel zur Steuerung des auf die Oberfläche der Flüssigkeit angelegten Drucks zur Glättung der Keramikgrünfolie. Die hydrostatische Presse weist vorzugswei­ se Flüssigkeitstemperatur-Steuermittel zur Steuerung der Tem­ peratur der Flüssigkeit, wie z. B. Öl oder Wasser, auf eine vorgewählte Temperatur auf.

In bezug auf die Bedingungen für die Glättung durch das hy­ drostatische Preßverfahren ist es wichtig, die Flüssigkeits­ temperatur (die Oberflächentemperatur der Keramikgrünfolie) und den Anpreßdruck in geeigneter Weise zu steuern. Die Flüs­ sigkeitstemperatur und der Anpreßdruck werden vorzugsweise auf den Bereich von 0 bis 150°C und den Bereich von 500 bis 10000 kgf/cm², vorzugsweise jeweils auf den Bereich von 20 bis 100°C und auf den Bereich von 1000 bis 6000 kgf/cm², ein­ gestellt.

Beim Glätten der Keramikgrünfolie durch das hydrostatische Preßverfahren wird beispielsweise die Keramikgrünfolie auf die Oberfläche einer spiegelblank polierten Metallrolle auf­ gewickelt, mit einer flexiblen Folie unter Vakuum verpackt und dann in die Flüssigkeit der hydrostatischen Presse, wie z. B. Öl oder Wasser, eingetaucht und anschließend hydrosta­ tisch gepreßt. Als Ergebnis werden die Keramikgrünfolie an der Oberfläche der Metallrolle und der Film auf der Rückseite der Keramikgrünfolie unter gleichmäßigem Druck gepreßt, um die Oberfläche der Keramikgrünfolie zu glätten.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektro­ nischen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfindung um­ faßt der Schritt der Ausbildung der mit einer Elektrode ver­ sehenen Folie den Schritt der Beschichtung der Keramikgrünfo­ lie, welche dem Glättungsprozeß unterzogen wird, mit Elektro­ denpaste und anschließendes Trocknen der Beschichtung sowie den Schritt der Beschichtung mit Keramikpaste, welche ein Ke­ ramikpulver, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel auf einem Bereich (Folienteil) der mit Elektrodenpaste beschichteten Oberfläche enthält, auf den die Elektrodenpaste nicht aufge­ bracht wird, und das anschließende Trocknen der Beschichtung.

Bei einem Fall, bei dem lediglich die Elektrodenpaste auf die Keramikgrünfolie aufgebracht wird (d. h. die Keramikpaste wird nicht auf den Bereich (Folienteil) der Keramikgrünfolie auf­ gebracht, auf den die Elektrodenpaste nicht aufgebracht wird), treten in einigen Fälle folgende Probleme auf:

• 1. In dem Bereich zwischen dem mit Elektrodenpaste beschich­ teten Teil und dem nicht beschichteten Teil tritt eine Stufe von ca. 1 µm pro Schicht auf, und damit verursacht die Lami­ nierung von hunderten von Keramikgrünfolien eine Stufe von ca. 100 bis 500 µm bei der gesamten Laminierung. Dieser Schritt bringt das Verbiegen eines externen Elektrodenteils mit sich für die Verbindung der internen Elektrode und der externen Elektrode beim Schritt des Pressens der Laminierung, wodurch ein Kurzschlußdefekt entsteht, und
• 2. der Schritt verursacht eine Verzerrung der Struktur eines Kondensators, weshalb während des Brennens leicht eine Dela­ minierung verursacht werden kann.

Jedoch wird bei dem Verfahren zur Herstellung eines kerami­ schen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik die Kera­ mikpaste auf den Bereich (Folienteil) der Keramikgrünfolie aufgebracht, auf den die Elektrodenpaste nicht aufgebracht wird, und dann erfolgt die Trocknung zur Ausbildung der Kera­ mikgrünfolie ohne Ausbildung der vorgenannten Stufe. Demzu­ folge ist es möglich, die Strukturdefekte des keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik, wie z. B. Kurz­ schlußfehler, Delaminierung usw., zu mindern. Es ist auch möglich, ein Brechen der internen Elektroden aufgrund der Stufe zu verhindern, womit die Zuverlässigkeit verbessert wird.

Das Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik umfaßt des weiteren das Glätten (Sekundärglätten) der dem Glättungsprozeß (primäres Glätten) unterzogenen Keramikgrünfolie, nachdem die Elektro­ denpaste und die Keramikpaste darauf aufgebracht und getrock­ net wurden.

Nachdem die Elektrodenpaste und die Kermikpaste auf die dem Glättungsverfahren (Primärglätten) unterzogene und getrockne­ te Keramikgrünfolie aufgebracht wurden, wird die Keramikgrün­ folie weiter geglättet (Sekundärglätten), womit Druckabwei­ chung, Beschichtungswelligkeiten während des Druckens und ein Sattelphänomen beseitigt werden. Demzufolge können die Ober­ flächen der Elektrodenpastenbeschichtung und der Keramikpa­ stenbeschichtung weiter geglättet werden, und deren Dichte kann erhöht werden. Als Ergebnis kann bei dem keramischen elektronischen Bauteil in Multilayer-Technik die Glätte der Kontaktflächen zwischen den internen Elektroden und den Kera­ mikschichten verbessert werden, um die Druckfestigkeit zu er­ höhen. Auch das Auftreten von strukturellen Defekten (Delaminierung, Verbiegen eines Elektrodenteils usw.), die bei Multilayerfilmen leicht entstehen, kann unterdrückt bzw. verhindert werden, um in effizienter Weise das keramische elektronische Bauteil in Multilayer-Technik mit hoher Zuver­ lässigkeit herstellen zu können.

Das Verfahren, das zusätzlich das Aufbringen der Keramikpaste und die Durchführung des sekundären Glättungsprozesses um­ faßt, ist besonders nützlich bei der Herstellung eines kera­ mischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik, bei dem die Stärke (Elementenstärke) jeder der Keramikschichten 3 µm oder weniger beträgt. Beispielsweise kann bei seiner An­ wendung die Herstellung eines kleinen monolithischen Keramik­ kondensators mit hoher Kapazität, welcher einen Multilayer­ film aufweist, ein monolithischer Keramikkondensator mit aus­ gezeichneten elektrischen Eigenschaften und hoher Zuverläs­ sigkeit effizient hergestellt werden.

Bei dem Verfahren der Herstellung eines keramischen elektro­ nischen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfindung wird der sekundäre Glättungsprozeß durch ein beliebiges Ver­ fahren unter dem Kalanderwalzenverfahren, dem Plattenpreßver­ fahren und dem hydrostatischen Preßverfahren durchgeführt.

Durch Verwendung entweder des Kalanderwalzenverfahrens, des Plattenpreßverfahrens oder des hydrostatischen Preßverfahrens für den sekundären Glättungsprozeß werden die Oberflächen der Elektrodenpastenbeschichtung und der Keramikpastenbeschich­ tung, die auf die Oberfläche der Keramikgrünfolie aufgebracht werden, sicher geglättet, um die Glätte der gesamten mit ei­ ner Elektrode versehenen Folie zu verbessern, wodurch die Er­ findung wirksamer wird.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Er­ findung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläu­ tert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Elektronen-Mikroskopaufnahme mit Darstellung des Oberflächenzustandes einer Keramikgrünfolie ei­ nes Vergleichsbeispiels;

Fig. 2 eine Elektronen-Mikroskopaufnahme mit der Darstel­ lung des Oberflächenzustandes einer nach dem Ver­ fahren entsprechend einer Ausführungsform der Er­ findung hergestellten Keramikgrünfolie;

Fig. 3 eine Schnittansicht mit der Darstellung der Struk­ tur eines monolithischen Keramikkondensators;

Fig. 4 eine Zeichnung mit der Darstellung eines an sich bekannten Verfahrens der Herstellung einer Keramik­ grünfolie;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines nach einem Verfahren entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung hergestellten monolithischen Keramikkondensators; und

Fig. 6 eine Zeichnung mit der Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfindung, worin Fig. 6A eine perspektivische Ansicht mit der Darstellung einer in einem Schritt ausgeformten Ke­ ramikgrünfolie ist, Fig. 6B eine perspektivische Ansicht einer mit Elektrodenpaste beschichteten Ke­ ramikgrünfolie und Fig. 6C eine perspektivische An­ sicht mit der Darstellung einer mit einer Elektrode versehenen Folie, die durch Aufbringen von Keramik­ paste auf einen Bereich der Keramikgrünfolie, auf den die Elektrodenpaste nicht aufgebracht wird, ausgebildet wird.

Die Merkmale der Erfindung werden nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Herstellung einer für die Ausbildung einer dielektrischen Schicht eines monolithi­ schen Keramikkondensators verwendeten Keramikgrünfolie be­ schrieben.

• 1. Zunächst werden als Ausgangsrohmaterialien vorherbestimm­ te Mengen von Keramikpulver (Bariumtitanat-Keramikpulver) und Additive zur Verbesserung der Eigenschaften gewogen und zur Bildung eines gemischten Pulvers in nasser Umgebung gemischt. Jedes der Additive wurde in Form von Oxydpulver oder kohlen­ stoffhaltigem Pulver zum Keramikpulver beigegeben, und die resultierende Mischung wurde in einem organischen Lösungsmit­ tel (Dispersionslösungsmittel) naß dispergiert.

Als Verfahren für die Naßdispersion (Primärdispersion) wird vorzugsweise ein Dispersionsverfahren oder Dispersionsbedin­ gungen ausgewählt, bei dem das Keramikpulver nicht gemahlen wird. Vorzugsweise wird insbesondere die Dispersion unter Be­ dingungen durchgeführt, die Scherkräfte mit einer Stärke er­ zeugen, welche kein Mahlen auslöst.

Beispiele für das Dispersionsverfahren umfassen ein Kugelmüh­ lenverfahren, ein Sandmühlenverfahren, ein Viskomühlenverfah­ ren, ein Hochdruck-Homogenisierverfahren, ein Kneterdispersi­ onsverfahren und ähnliches.

• 1. Als nächstes werden ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher und ein organisches Lösungsmittel (Dispersionsmedium) zu der primär dispergierten Lösung hinzu­ gegeben, um eine Keramikpaste herzustellen, anschließend dar­ an erfolgt eine Sekundärdispersion nach dem gleichen Verfah­ ren wie dem Primärdispersionsverfahren.
• 2. Anschließend wird die Keramikpaste auf einem Trägerfilm zu einer Folie ausgeformt. Als Verfahren zur Ausformung der Keramikpaste zu einer Folie können verschiedene an sich be­ kannte Verfahren, wie z. B. das Abstreichmesserverfahren, das Verfahren mit gegenläufigen Walzenstreichern, ein Gravierver­ fahren und ähnliches, verwendet werden.

Die so hergestellte Keramikgrünfolie läuft durch den Disper­ sionsprozeß und den Ausformungsprozeß und muß keine Oberflä­ chenrauheit (Ra) haben, bei der Partikel als Einzelpartikel hoch dispergiert sind. Es ist jedoch ziemlich wichtig, daß das Keramikpulver nicht gemahlen wird.

• 1. Als nächstes erfolgt das Glätten zur Glättung der Ober­ fläche der Keramikgrünfolie.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt das Glätten jeweils nach dem Plattenpreßverfahren, dem hydrostatischen Preßver­ fahren oder dem Kalanderwalzverfahren, um Keramikgrünfolien (Muster) herzustellen, die verschiedenen Glättungsverfahren unterzogen werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Plattenpresse verwen­ det, die ein Paar paralleler Platten (Preßplatten) aufweist und die jeweils eine spiegelblank polierte hartchromplattier­ te Schicht an der Oberfläche derselben, Drucksteuermittel für die Steuerung des Anpreßdrucks der Preßplatten und Heizmittel für das Aufheizen der Preßplatten auf eine vorgewählte Tempe­ ratur und die Aufrechterhaltung der vorgewählten Temperatur aufweist.

Die verwendete hydrostatische Presse weist einen Druckbehäl­ ter auf, der mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, einen Druck­ zylinder, um die Flüssigkeit unter Druck zu setzen, Steuer­ mittel zur Steuerung des Drucks, Heizmittel zum Aufheizen der Flüssigkeit auf eine vorgewählte Temperatur und Halten der Flüssigkeit auf der vorgewählten Temperatur, und eine Metall­ rolle mit einer spiegelglatt polierten Oberfläche, auf die die Keramikgrünfolie aufgewickelt wurde. Die Keramikgrünfolie wurde auf die Oberfläche der Metallrolle aufgewickelt und un­ ter Vakuum mit einer flexiblen Folie verpackt, worauf das hy­ drostatische Pressen folgte.

Die verwendete Kalanderwalze war eine Kalanderwalze mit nur einer Quetschwalze, die ein Paar Quetschwalzen (Metallrollen), Heizmittel mit einem Temperatursteuermecha­ nismus zum Aufheizen der Quetschwalzen auf eine vorgewählte Temperatur und Drucksteuermittel zur Steuerung des Anpreß­ drucks (linearer Druck) aufweist, indem die zwischen den Quetschwalzen gehaltene Keramikgrünfolie von beiden Seiten derselben mit Druck beaufschlagt wurde. Es kann jedoch eben­ falls eine Mehrstufenquetschwalzen-Kalanderwalze mit mehreren Paaren von Quetschwalzen verwendet werden.

• 1. Anschließend wird die Oberflächenrauheit der Keramikgrün­ folie nach dem Glätten durch das oben beschriebene Platten­ preßverfahren, das hydrostatische Preßverfahren und das Ka­ landerwalzverfahren gemessen. Die Oberflächenrauheit jede der Keramikgrünfolien wurde mit dem Atomkraftmikroskop gemessen und auf der Basis eines Ra-Wertes einer Region von 5 µm im Quadrat evaluiert.

Bei den Vergleichsbeispielen wurde Bariumtitanatpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm (Vergleichsbeispiel 1), einem durchschnittlichen Partikel­ durchmesser von 153 nm (Vergleichsbeispiel 2) und einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 98 nm (Vergleichsbeispiel 3) als Keramikpulver für die Vorbereitung der Keramikpaste verwendet. Die so vorbereitete Keramikpaste wurde auf einem Trägerfilm zu einer Folie ausgeformt und dann getrocknet, um eine Keramikgrünfolie herzustellen (eine kei­ nem Glättungsprozeß unterzogene Keramikgrünfolie). Tabelle 1 zeigt die Oberflächenrauheit (Ra) jeder der so hergestellten Keramikgrünfolien.

Tabelle 1

Die Keramikgrünfolien der Vergleichsbeispiele 1, 2 und 3, bei denen die Oberfläche keinem Glättungsverfahren unterzogen wurde, weisen jeweils Oberflächenrauheits(Ra)-Werte von 228 nm, 162 nm und 120 nm auf. Fig. 1 ist eine Elektronen- Mikroskopaufnahme der Oberfläche der Keramikgrünfolie des Vergleichsbeispiels 2.

Die Tabellen 2 und 3 zeigen die Oberflächenrauheit (Ra) von dem Glättungsverfahren unterzogenen Keramikgrünfolien (Plattenpressen) unter Verwendung der Plattenpresse, während die Preßtemperatur (Preßplattenoberflächentemperatur) und der Anpreßdruck geändert wurden.

Tabelle 2

Tabelle 3

Die Tabellen 4 und 5 zeigen die Oberflächenrauheit von dem Glättungsverfahren unterzogenen Keramikgrünfolien (hydrosta­ tisches Pressen) unter Verwendung der hydrostatischen Presse, während die Preßtemperatur (Flüssigkeitstemperatur) und der Anpreßdruck geändert wurden.

Tabelle 4

Tabelle 5

Die Tabellen 6 und 7 zeigen die Oberflächenrauheit (Ra) von dem Glättungsverfahren unterzogenen Keramikgrünfolien (Kalandrieren) unter Verwendung der Kalanderwalze, während die Preßtemperatur (Quetschwalzenoberflächentemperatur) und der Anpreßdruck geändert wurden.

Tabelle 6

Tabelle 7

In den Tabellen 2, 3, 4, 5, 6 und 7 liegen die mit * gekenn­ zeichneten Probennummern außerhalb des Rahmens der Erfindung (Referenzbeispiele). In der Spalte der Oberflächenrauheit (Ra) kennzeichnet das Zeichen X das Auftreten des Brechens einer Keramikgrünfolie.

Oberflächenrauheit (Ra) beim Glätten durch das Plattenpreß­ verfahren (a) Verwendung von Keramikpulver mit einem Partikeldurchmes­ ser von 210 nm (siehe Tabelle 2)

Jede der Proben Nr. 1 bis 20 verwendete ein Keramikpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm. Die Keramikgrünfolie (die nicht dem Glättungsverfahren unterzogen wurde) nach dem Vergleichsbeispiel 1 (Tabelle 1) unter Ver­ wendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm zeigte eine Ra von 228 nm.

Bei den Keramikgrünfolien, bei denen ein Keramikpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm ver­ wendet wurde, wurden die Keramikgrünfolien der Proben Nr. 1 bis 3 dem Glättungsverfahren (Plattenpressen) bei einer Preß­ temperatur von 0°C unterzogen. Bei diesen Keramikgrünfolien war die Ra mindernde Wirkung wegen der geringen Preßtempera­ tur gering, selbst wenn der Anpreßdruck geändert wurde.

Die Proben Nr. 4 bis 10 wurden dem Glättungsverfahren (Plattenpressen) bei einer Preßtemperatur von 20°C unterzo­ gen.

Die Probe Nr. 4 war ein Referenzbeispiel, bei dem der Anpreß­ druck um 200 kgf/cm² geringer war als der Bereich der Erfin­ dung, und es wurde kein die Ra mindernder Effekt beobachtet, weil der Anpreßdruck weniger als 500 kgf/cm² betrug.

Bei den Proben Nr. 5 bis 9 war der Anpreßdruck 500 bis 10000 kgf/cm², und es wurde eine die Ra mindernde Wirkung beobach­ tet. Insbesondere bei dem Fall, bei dem der Anpreßdruck 1000 bis 6000 kgf/cm² betrug, wie bei den Proben Nr. 6 bis 8, wur­ de eine starke die Ra mindernde Wirkung beobachtet.

Bei der Probe Nr. 9 war die die Ra mindernde Wirkung deshalb groß, weil der Anpreßdruck mit 10000 kgf/cm² sehr hoch war, es wurden jedoch einige gekräuselte Muster auf der Keramik­ grünfolie erzeugt.

Bei Probe Nr. 10 (Referenzbeispiel) überschritt der Anpreß­ druck 10000 kgf/cm², und demzufolge wurde die Folie vom Trä­ gerfilm abgelöst und gebrochen.

Bei den Proben Nr. 11 und 12 betrug die Preßtemperatur 60°C, und der Anpreßdruck lag bei 500 kgf/cm² bzw. 4000 kgf/cm². Es wurde festgestellt, daß die Probe Nr. 12, bei der der Anpreß­ druck in dem bevorzugten Bereich liegt, eine größere die Ra mindernde Wirkung zeigte.

Bei den Proben Nr. 13 bis 16 betrug die Preßtemperatur 100°C. Es wurde festgestellt, daß die die Ra mindernde Wirkung im Bereich von Anpreßdrücken von 1000 bis 6000 kgf/cm² erreicht wurde.

Bei der Probe Nr. 16 (Referenzbeispiel) wurde die Keramikfo­ lie vom Trägerfilm abgelöst und brach, weil der Anpreßdruck 10000 kgf/cm² überschritt.

Bei den Proben Nr. 17 bis 19 lagen Preßtemperatur und Anpreß­ druck in den bevorzugteren Bereichen, und es wurde die die Ra mindernde Wirkung beobachtet.

Bei der Probe Nr. 20 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck im bevorzugten Bereich, aber die Folie wurde aufgrund der 150°C überschreitenden Temperatur von dem Trägerfilm abge­ trennt und gebrochen.

(b) Verwendung von Keramikpulver mit einem Partikeldurchmes­ ser von 153 nm (siehe Tabelle 3)

Bei den Proben Nr. 21 bis 35 hatte das Keramikpulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 153 nm. Die Kera­ mikgrünfolie (die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wurde) des Vergleichsbeispiels 2 (Tabelle 1) unter Verwendung des Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmes­ ser von 153 nm zeigte eine Ra von 162 nm.

Bei den Proben 21 bis 27 wurde der Anpreßdruck bei einer Preßtemperatur von 50°C geändert.

Die Probe Nr. 21 (Referenzbeispiel) war ein Referenzbeispiel, bei dem der Anpreßdruck um 200 kgf/cm² geringer war als der Anpreßdruckbereich nach der Erfindung, und es wurde keine ausreichende die Ra mindernde Wirkung beobachtet, weil der Anpreßdruck weniger als 500 kgf/cm² betrug.

Bei den Proben Nr. 22 bis 26 waren die Anpreßdrücke im Be­ reich der Bedingungen der Erfindung, und demzufolge wurde die Ra mindernde Wirkung beobachtet. Insbesondere bei den Proben Nr. 23 bis 25 waren die Anpreßdrücke in dem stärker bevorzug­ ten Bedingungsbereich, und es wurde festgestellt, daß die Oberflächenrauheit Ra auf 100 nm oder weniger reduziert wer­ den konnte. Fig. 2 ist eine Elektronen-Mikroskopaufnahme der Oberfläche der Keramikgrünfolie der Probe Nr. 24. Diese Auf­ nahme zeigt, daß die Struktur im Vergleich zu der Keramik­ grünfolie des Vergleichsbeispiels 2 verdichtet ist (siehe Fig. 1).

Bei der Probe Nr. 27 (Referenzbeispiel) lag die Preßtempera­ tur von 50°C im bevorzugten Bereich, während der Anpreßdruck über 10000 kgf/cm² lag. Deshalb wurde die Keramikgrünfolie vom Trägerfilm abgetrennt und gebrochen.

Bei den Proben Nr. 28 bis 32 wurde bei einem Anpreßdruck von 3000 kgf/cm² die Preßtemperatur geändert.

Bei den Proben Nr. 28 bis 31 lag die Preßtemperatur im Bedin­ gungsbereich der Erfindung, und die Ra mindernde Wirkung wur­ de beobachtet. Insbesondere wurde bei den Proben Nr. 29 und 30 die bessere Ra mindernde Wirkung beobachtet.

Bei der Probe Nr. 32 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck von 3000 kgf/cm² im bevorzugten Bereich, während die Tempera­ tur über 150°C lag, wodurch eine Ablösung der Folie verur­ sacht wurde.

(c) Verwendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittli­ chen Partikeldurchmesser von 98 nm (siehe Tabelle 3)

Bei den Proben Nr. 33 bis 36 haben die Keramikpulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 98 nm. Die Kera­ mikgrünfolie (die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wurde) des Vergleichsbeispiels 3 (Tabelle Z) unter Verwendung des Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmes­ ser von 98 nm zeigte eine Ra von 120 nm.

Bei den Proben Nr. 33 bis 35 lagen die Preßtemperaturen und die Anpreßdrücke im bevorzugten Bereich, wodurch die Ra min­ dernde Wirkung der Keramikgrünfolien beobachtet wurde. Bei den Proben Nr. 33 und 34 wurden die besseren Ergebnisse fest­ gestellt.

Bei der Probe 36 (Referenzbeispiel) überstieg jedoch der An­ preßdruck 10000 kgf/cm², weshalb die Keramikgrünfolie abge­ löst wurde.

Es wird durch die oben beschriebenen Ergebnisse bestätigt, daß in bezug auf die Bedingungen (Preßbedingungen) zur Glät­ tung durch das Plattenpreßverfahren, die Preßtemperatur und der Anpreßdruck vorzugsweise im Bereich von 0 bis 150°C bzw. 500 bis 10000 kgf/m² liegen, und innerhalb dieser Bereiche kann die Wirkung der Minderung der Ra der Keramikgrünfolie erhalten werden.

Es wird weiter festgestellt, daß bei einer Preßtemperatur von 20 bis 100°C und einem Anpreßdruck von 1000 bis 6000 kgf/cm² die größte Ra mindernde Wirkung erhalten werden kann.

Oberflächenrauheit (Ra) bei Glättung durch das hydrostati­ sche Preßverfahren (a) Verwendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittli­ chen Partikeldurchmesser von 210 nm (siehe Tabelle 4).

Die Proben Nr. 101 bis 120 verwenden ein Keramikpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm. Die Keramikgrünfolie (die nicht dem Glättungsverfahren unterzogen wurde) nach dem Vergleichsbeispiel 1 (Tabelle 1) unter Ver­ wendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm zeigt eine Ra von 228 nm.

Bei den Keramikgrünfolien, bei denen ein Keramikpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm ver­ wendet wurde, wurden die Keramikgrünfolien der Proben Nr. 101 bis 103 dem Glättungsverfahren (hydrostatisches Pressen) bei einer Preßtemperatur von 0°C unterzogen. Selbst wenn der An­ preßdruck geändert wurde, war die Ra mindernde Wirkung wegen der geringen Preßtemperatur gering.

Die Proben Nr. 104 bis 110 wurden dem Glättungsverfahren (hydrostatisches Pressen) bei einer Preßtemperatur von 20°C unterzogen.

Die Probe Nr. 104 war ein Referenzbeispiel, bei dem der An­ preßdruck um 200 kgf/cm² geringer war als der Bereich der Er­ findung, und es wurde kein die Ra mindernder Effekt beobach­ tet, weil der Anpreßdruck weniger als 500 kgf/cm² betrug.

Bei den Proben Nr. 105 bis 109 war der Anpreßdruck 500 bis 10000 kgf/cm², und es wurde eine die Ra mindernde Wirkung be­ obachtet. Insbesondere bei den Fällen, bei denen der Anpreß­ druck 1000 bis 6000 kgf/cm² betrug, wie bei den Proben Nr. 106 bis 108, wurde eine starke die Ra mindernde Wirkung beob­ achtet.

Bei der Probe Nr. 109 war der die Ra mindernde Wirkung des­ halb groß, weil der Anpreßdruck mit 10000 kgf/cm² sehr hoch war, während einige gekräuselte Muster auf der Keramikgrünfo­ lie auftraten.

Bei Probe Nr. 110 (Referenzbeispiel) überschritt der Anpreß­ druck 10000 kgf/cm², und demzufolge wurde die Folie vom Trä­ gerfilm abgelöst und gebrochen.

Bei den Proben Nr. 111 und 112 betrug die Preßtemperatur 60°C. Die Anpreßdrücke lagen bei 500 kgf/cm² bzw. 4000 kgf/cm², und die größte Ra mindernde Wirkung wurde bei der Probe 112 beobachtet, bei der der Anpreßdruck in dem bevor­ zugten Bereich lag.

Bei den Proben Nr. 113 bis 116 betrug die Preßtemperatur 100°C. Es wurde festgestellt, daß die größere Ra mindernde Wirkung im Bereich von Anpreßdrücken von 1000 bis 6000 kgf/cm² erreicht wurde.

Bei der Probe Nr. 116 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck über 1000 kgf/cm², und demzufolge wurde die Keramikfolie vom Trägerfilm abgelöst und gebrochen.

Bei den Proben Nr. 117 bis 119 lagen Preßtemperatur und An­ preßdruck in den bevorzugteren Bereichen, und es wurde eine die Ra mindernde Wirkung beobachtet.

Bei der Probe Nr. 120 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck im bevorzugten Bereich, während die Temperatur 150°C über­ schritt, wodurch das Ablösen der Keramikgrünfolie vom Träger­ film und der Bruch derselben verursacht wurden.

(b) Verwendung von Keramikpulver mit einem Partikeldurchmes­ ser von 153 nm (siehe Tabelle 5)

Bei den Proben Nr. 121 bis 132 hatte das Keramikpulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 153 nm. Die Kera­ mikgrünfolie (die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wurde) des Vergleichsbeispiels 2 (Tabelle 1) unter Verwendung des Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmes­ ser von 153 nm zeigte eine Ra von 162 nm.

Bei den Proben 121 bis 127 wurde der Anpreßdruck bei einer Preßtemperatur von 50°C geändert.

Bei der Probe Nr. 121 (Referenzbeispiel) war der Anpreßdruck um 200 kgf/cm² geringer als der Bereich der Erfindung, und demzufolge wurde kein ausreichender die Ra mindernder Effekt beobachtet, weil der Anpreßdruck weniger als 500 kgf/cm² be­ trug.

Bei den Proben Nr. 122 bis 126 waren die Anpreßdrücke im Be­ reich der Bedingungen der Erfindung, und es wurde eine die Ra mindernde Wirkung beobachtet. Insbesondere bei den Proben Nr. 123 bis 125 waren die Anpreßdrücke in dem stärker bevorzugten Bereich, und es wurde festgestellt, daß die Oberflächenrau­ heit Ra auf 100 nm oder weniger reduziert werden konnte.

Bei der Probe Nr. 127 (Referenzbeispiel) lag die Preßtempera­ tur von 50°C im bevorzugten Bereich, während der Anpreßdruck über 10000 kgf/cm² lag, wodurch die Ablösung der Keramikgrün­ folie vom Trägerfilm und der Bruch derselben verursacht wur­ den.

Bei den Proben Nr. 128 bis 132 wurde bei einem Anpreßdruck von 3000 kgf/cm² die Preßtemperatur geändert.

Bei den Proben Nr. 128 bis 131 lag die Preßtemperatur im Be­ dingungsbereich der Erfindung, und demzufolge würde die Ra mindernde Wirkung beobachtet. Insbesondere wurde bei den Pro­ ben Nr. 129 und 130 die bessere Ra mindernde Wirkung beobach­ tet.

Bei der Probe Nr. 132 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck von 3000 kgf/cm² im bevorzugten Bereich, während die Tempera­ tur über 150°C lag, wodurch eine Ablösung der Folie verur­ sacht wurde.

(c) Verwendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittli­ chen Partikeldurchmesser von 98 nm (siehe Tabelle 5)

Bei den Proben Nr. 133 bis 136 hatten die Keramikpulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 98 nm. Die Kera­ mikgrünfolie (die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wurde) des Vergleichsbeispiels 3 (Tabelle 1) unter Verwendung des Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmes­ ser von 98 nm zeigte eine Ra von 120 nm.

Bei den Proben Nr. 133 bis 136 wurde bei einer Preßtemperatur von 70°C der Anpreßdruck geändert.

Bei den Proben Nr. 133 bis 135 lagen die Preßtemperaturen und die Anpreßdrücke im bevorzugten Bereich, wodurch die Ra min­ dernde Wirkung der Keramikgrünfolien beobachtet wurde. Bei den Proben Nr. 133 und 134 wurden die besseren Ergebnisse festgestellt.

Bei der Probe 136 (Referenzbeispiel) wurde jedoch die Folie abgelöst, weil der Anpreßdruck 10000 kgf/cm² überstieg.

Die oben beschriebenen Ergebnisse geben an, daß bei einer Preßtemperatur von 0 bis 150°C und einem Anpreßdruck von 500 bis 10000 kgf/cm² als Bedingungen (Preßbedingungen) zur Glät­ tung durch das hydrostatische Preßverfahren die Wirkung der Minderung der Ra der Keramikgrünfolie erhalten werden kann.

Es wird weiter festgestellt, daß bei einer Preßtemperatur von 20 bis 100°C und einem Anpreßdruck von 1000 bis 6000 kgf/cm² die größte Ra mindernde Wirkung erhalten wird.

Oberflächenrauheit (Ra) bei der Glättung durch das Ka­ landrierverfahren (a) Verwendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittli­ chen Partikeldurchmesser von 210 nm (siehe Tabelle 6).

Die Proben Nr. 201 bis 220 verwenden ein Keramikpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm. Die Keramikgrünfolie (die nicht dem Glättungsverfahren unterzogen wurde) nach dem Vergleichsbeispiel 1 (Tabelle 1) unter Ver­ wendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm zeigte eine Ra von 228 nm.

Bei den Keramikgrünfolien, bei denen ein Keramikpulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 210 nm ver­ wendet wurde, wurden die Keramikgrünfolien der Proben Nr. 201 bis 203 dem Glättungsverfahren (Kalandrieren) bei einer Preß­ temperatur (Quetschwalzenoberflächentemperatur) von 0°C un­ terzogen. Selbst wenn der Anpreßdruck geändert wurde, war die Ra mindernde Wirkung wegen der niedrigen Anpreßtemperatur ge­ ring.

Die Proben Nr. 204 bis 210 wurden dem Glättungsverfahren (Kalandrieren) bei einer Preßtemperatur von 20°C unterzogen.

Die Probe Nr. 204 war ein Referenzbeispiel, bei dem der An­ preßdruck (linearer Druck) um 20 kgf/cm geringer war als der Bereich der Erfindung, und folglich wurde keine die Ra min­ dernde Wirkung beobachtet, weil der Anpreßdruck weniger als 50 kgf/cm betrug.

Bei den Proben Nr. 205 bis 209 war der Anpreßdruck (linearer Druck) 50 bis 1000 kgf/cm, und es wurde eine die Ra mindernde Wirkung beobachtet. Insbesondere bei den Fällen, bei denen der Anpreßdruck (linearer Druck) 100 bis 600 kgf/cm betrug, wie bei den Proben Nr. 206 bis 208, wurde eine starke die Ra mindernde Wirkung beobachtet.

Bei der Probe Nr. 209 wurde eine starke Ra mindernde Wirkung beobachtet, weil der Anpreßdruck (linearer Druck) mit 1000 kgf/cm sehr hoch war, während einige gekräuselte Muster auf der Keramikgrünfolie auftraten.

Bei Probe Nr. 210 (Referenzbeispiel) überschritt der Anpreß­ druck (linearer Druck) 1000 kgf/cm, und demzufolge wurde die Folie vom Trägerfilm abgelöst und gebrochen.

Bei den Proben Nr. 211 und 212 betrug die Preßtemperatur 60°C. Die Anpreßdrücke (linearer Druck) lagen bei 50 kgf/cm bzw. 400 kgf/cm, und die größte Ra mindernde Wirkung wurde bei der Probe 212 beobachtet, bei der der Anpreßdruck (linearer Druck) in dem bevorzugteren Bereich lag.

Bei den Proben Nr. 213 bis 216 betrug die Preßtemperatur 100°C. Es wurde festgestellt, daß die größere Ra mindernde Wirkung im Bereich des Anpreßdrucks (linearer Druck) von 100 bis 600 kgf/cm erreicht wurde.

Bei der Probe Nr. 216 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck (linearer Druck) über 1000 kgf/cm, und demzufolge wurde die Keramikfolie vom Trägerfilm abgelöst und gebrochen.

Bei den Proben Nr. 217 bis 219 lagen die Preßtemperaturen und Anpreßdrücke (linearer Druck) in den bevorzugteren Bereichen, und demzufolge wurde eine die Ra mindernde Wirkung beobach­ tet.

Bei der Probe Nr. 220 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck (linearer Druck) im bevorzugten Bereich, während die Tempera­ tur 150°C überschritt, wodurch das Ablösen der Keramikgrünfo­ lie vom Trägerfilm und der Bruch derselben verursacht wurden.

(b) Verwendung von Keramikpulver mit einem Partikeldurchmes­ ser von 153 nm (siehe Tabelle 7)

Bei den Proben Nr. 221 bis 232 hatte das Keramikpulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 153 nm. Die Kera­ mikgrünfolie (die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wurde) des Vergleichsbeispiels 2 (Tabelle 1) unter Verwendung des Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmes­ ser von 153 nm zeigte eine Ra von 162 nm.

Bei den Proben 221 bis 227 wurde der Anpreßdruck (linearer Druck) bei einer Preßtemperatur von 50°C geändert.

Bei der Probe Nr. 221 (Referenzbeispiel) war der Anpreßdruck (linearer Druck) um 20 kgf/cm² geringer als der Bereich der Erfindung, und demzufolge wurde keine ausreichende die Ra mindernde Wirkung beobachtet, weil der Anpreßdruck geringer als 50 kgf/cm betrug.

Bei den Proben Nr. 222 bis 226 waren die Anpreßdrücke (linearer Druck) im Bereich der Bedingungen der Erfindung, und es wurde eine die Ra mindernde Wirkung beobachtet. Insbe­ sondere bei den Proben Nr. 223 bis 225 waren die Anpreßdrücke (linearer Druck) in dem stärker bevorzugten Bereich, und es wurde festgestellt, daß die Oberflächenrauheit Ra auf 100 nm oder weniger reduziert werden konnte.

Bei der Probe Nr. 227 (Referenzbeispiel) lag die Preßtempera­ tur von 50°C im bevorzugten Bereich, während der Anpreßdruck über 1000 kgf/cm lag, wodurch die Ablösung der Keramikgrünfo­ lie vom Trägerfilm und der Bruch derselben verursacht wurden.

Bei den Proben Nr. 228 bis 232 wurde bei einem Anpreßdruck (linearer Druck) von 300 kgf/cm die Preßtemperatur geändert.

Bei den Proben Nr. 228 bis 231 lag die Preßtemperatur im Be­ dingungsbereich der Erfindung, und demzufolge wurde die Ra mindernde Wirkung beobachtet. Insbesondere wurde bei den Pro­ ben Nr. 229 und 230 die bessere Ra mindernde Wirkung beobach­ tet.

Bei der Probe Nr. 232 (Referenzbeispiel) lag der Anpreßdruck (linearer Druck) von 300 kgf/cm im bevorzugten Bereich, wäh­ rend die Temperatur über 150°C lag, wodurch eine Ablösung der Folie verursacht wurde.

(c) Verwendung eines Keramikpulvers mit einem durchschnittli­ chen Partikeldurchmesser von 98 nm (siehe Tabelle 5)

Bei den Proben Nr. 233 bis 236 hatten die Keramikpulver einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 98 nm. Die Kera­ mikgrünfolie (die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wurde) des Vergleichsbeispiels 3 (Tabelle 1) unter Verwendung des Keramikpulvers mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmes­ ser von 98 nm zeigte eine Ra von 120 nm.

Bei den Proben Nr. 233 bis 236 wurde bei einer Preßtemperatur von 70°C der Anpreßdruck (linearer Druck) geändert.

Bei den Proben Nr. 233 bis 235 lagen die Preßtemperaturen und die Anpreßdrücke (linearer Druck) im bevorzugten Bereich, und die Ra mindernde Wirkung der Keramikgrünfolien wurde beobach­ tet. Bei den Proben Nr. 233 und 234 wurden die besseren Er­ gebnisse festgestellt.

Bei der Probe 236 (Referenzbeispiel) wurde die Folie abge­ löst, weil der Anpreßdruck (linearer Druck) 1000 kgf/cm über­ stieg.

Die oben beschriebenen Ergebnisse geben an, daß bei einer Quetschwalzenoberflächentemperatur von 0 bis 150°C und einem Anpreßdruck (linearer Druck) von 50 bis 1000 kgf/cm als Be­ dingungen (Preßbedingungen) zur Glättung durch das Ka­ landrierverfahren die Wirkung der Minderung der Ra der Kera­ mikgrünfolie erhalten werden kann.

Es wird weiter festgestellt, daß bei einer Quetschwalzenober­ flächentemperatur von 20 bis 100°C und einem Anpreßdruck (linearer Druck) von 100 bis 600 kgf/cm die größte Ra min­ dernde Wirkung erhalten wird.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden Bei­ spiele unter Verwendung eines Bariumtitanat-Keramikpulvers als Keramikpulver zur Bildung einer Keramikgrünfolie be­ schrieben. Erfindungsgemäß ist das Keramikpulver jedoch nicht darauf beschränkt, und die Erfindung kann weitgehend auf Fäl­ le Anwendung finden, bei denen Keramikgrünfolien unter Ver­ wendung verschiedener Keramikpulver ausgebildet werden, die jeweils Strontiumtitanat, Kalziumtitanat und ähnliches als Hauptkomponenten aufweisen.

Obwohl Beispiele unter Verwendung einer organischen Paste als das Keramikpulver enthaltende Keramikpaste vorstehend be­ schrieben werden, erzeugt die Verwendung von wässriger Paste die gleichen Wirkungen wie oben beschrieben.

Zusätzlich kann Keramikpaste, welche beliebige verschiedene Bindemittel und Weichmacher usw. enthält, als Keramikpaste verwendet werden, und Art und Menge der Keramikpaste können entsprechend der gewünschten Keramikgrünfolie ausgewählt wer­ den.

Wie oben beschrieben umfaßt das Verfahren zur Herstellung ei­ ner erfindungsgemäßen Keramikgrünfolie das Plattenpressen ei­ ner trockenen Folie (einer nicht dem Glättungsverfahren un­ terzogenen Keramikgrünfolie), die durch Ausformen von Kera­ mikpaste in Folienform auf einem Trägerfilm und anschließen­ des Trocknen erhalten wird, für jeden Trägerfilm unter Ver­ wendung einer Plattenpresse unter den Bedingungen einer Preß­ plattenoberflächentemperatur von 0 bis 150°C und eines An­ preßdrucks von 500 bis 10000 kgf/cm², und damit kann die Oberflächenglätte einer Keramikgrünfolie unabhängig von Par­ tikeldurchmesser und Dispergierfähigkeit der Keramik verbes­ sert werden. Demzufolge kann eine für die Verwendung zur Her­ stellung eines monolithischen Keramikkondensators geeignete Keramikgrünfolie sicher hergestellt werden.

Darüber hinaus wird die Dichte der Keramikgrünfolie durch den Glättungsprozeß erhöht, um das Auftreten von internen Defek­ ten, wie z. B. Poren, und ein Folienangriffsphänomen zu unter­ drücken, bei dem die Lösungsmittelkomponente der Elektroden­ paste in die Folie hineinwandert, um das Folienbindemittel durch Aufdrucken der Elektrodenpaste auf die Keramikgrünfolie aufzulösen.

Demzufolge kann durch Herstellung eines keramischen elektro­ nischen Bauteils in Multilayer-Technik, wie z. B. eines mono­ lithischen Keramikkondensators, unter Verwendung einer mit dem Herstellverfahren der Erfindung hergestellten Keramik­ grünfolie ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilay­ er-Technik mit langer Lebensdauer und ausgezeichneter Zuver­ lässigkeit hergestellt werden.

Erfindungsgemäß wird die Keramikgrünfolie einem Glättungsver­ fahren unterzogen, und demzufolge wird im Unterschied zu ei­ nem Verfahren zur Herstellung der Oberflächenglätte einer Ke­ ramikgrünfolie unter Verwendung des hohen Grads der Disper­ gierbarkeit von Keramikpartikeln während der Dispersion der Keramikpaste keine übermäßige Scherkraft auf die Keramikpar­ tikel angewandt, womit das Mahlen der Keramikpartikel unter­ drückt bzw. verhindert wird. Demzufolge ist es möglich, in wirksamer Weise zu verhindern, daß die Kenndaten des kerami­ schen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik sich auf­ grund von Veränderungen des Agglomerationsverhaltens ver­ schiedener Keramikpartikellose von den Zielbereichen entfer­ nen oder die Werte der Kenndaten ungünstiger werden als die angestrebten Kenndaten. Insbesondere ist es beispielsweise bei einem monolithischen Keramikkondensator möglich, wirksam das Auftreten eines Problems zu verhindern, bei dem die Tem­ peraturmerkmale bei der Fertigung von den Zielmerkmalen ab­ weichen oder nur ein geringerer Kapazitätswert als die Ent­ wurfskapazität erhalten werden kann.

Insbesondere ist die Erfindung vorteilhaft für die Herstel­ lung einer Keramikgrünfolie für ein keramisches elektroni­ sches Bauteil in Multilayer-Technik, bei dem eine Keramik­ schicht eine Stärke (Elementenstärke) von 3 µm oder weniger aufweist. Beispielsweise kann in Anwendung der Herstellung eines kleinen monolithischen Keramikkondensators mit hoher Kapazität, welcher einen Multilayerfilm aufweist, ein mono­ lithischer Keramikkondensator mit ausgezeichneten elektri­ schen Eigenschaften und hoher Zuverlässigkeit effizient her­ gestellt werden.

Beim Plattenpressen unter den Bedingungen einer Preßplat­ tenoberflächentemperatur von 20 bis 100°C und einem Anpreß­ druck von 1000 bis 6000 kgf/cm², wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach der Erfindung, kann die Glätte der Keramikgrünfolie sicherer verbessert werden.

Bei dem Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach der Erfindung kann die trockene Folie (eine Keramikgrünfolie, die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wird), die dadurch erhalten wird, daß die Keramikpaste auf dem Trägerfilm foli­ enförmig ausgeformt und dann getrocknet wird, für jeden Trä­ gerfilm hydrostatisch gepreßt werden, indem die hydrostati­ sche Presse unter den Bedingungen einer Preßtemperatur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks von 500 bis 10000 kgf/cm² eingesetzt wird. In diesem Fall kann die gleiche Wirkung wie beim Glättungsprozeß durch das Plattenpreßverfahren erhalten werden.

Beim hydrostatischen Pressen unter den Bedingungen einer Preßtemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks von 1000 bis 6000 kgf/cm², wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Keramikgrünfolie, kann das Glätten der Keramikgrünfolie sicherer verbessert werden.

Bei dem Verfahren der Herstellung einer Keramikgrünfolie nach der Erfindung kann die trockene Folie (eine Keramikgrünfolie, die nicht dem Glättungsprozeß unterzogen wird), die dadurch erhalten wird, daß die Keramikpaste auf dem Trägerfilm foli­ enförmig ausgeformt und dann getrocknet wird, für jeden Trä­ gerfilm kalandriert werden, indem die Kalanderwalze unter den Bedingungen einer Quetschwalzenoberflächentemperatur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks (linearer Druck) von 50 bis 1000 kgf/cm eingesetzt wird, und damit kann die Oberflächen­ glätte der Keramikgrünfolie unabhängig vom Durchmesser und der Dispergierfähigkeit der Keramik verbessert werden. Demzu­ folge kann eine für die Verwendung für einen monolithischen Keramikkondensator geeignete Keramikgrünfolie sicher herge­ stellt werden.

Das Kalanderwalzenverfahren ist für kontinuierliche Verarbei­ tung geeignet und ermöglicht demzufolge einen kontinuierli­ chen Prozeß zur Herstellung einer Keramikgrünfolie, womit die Produktionseffizienz der Keramikgrünfolie weiter verbessert wird.

Bei dem Kalanderwalzenverfahren unter den Bedingungen einer Quetschwalzenoberflächentemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks (linearer Druck) von 100 bis 600 kgf/cm, wie bei dem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kera­ mikgrünfolie, kann das Glätten der Keramikgrünfolie sicherer verbessert werden.

Ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik, bei dem jede der zwischen den internen Elektroden eingelegten Keramikschichten eine Stärke (Elementenstärke) von 3 µm oder weniger aufweist, hat die Tendenz, daß die Lebensdauer abrupt abnimmt, wenn die für die Herstellung des Bauteils verwendete Keramikgrünfolie eine Oberflächenrauheit (Ra-Wert) von über 100 nm aufweist. Durch Anwendung der Erfindung auf diesen Fall kann die Oberflächen(Ra-Wert)-Rauheit einer dünnen Kera­ mikgrünfolie auf 100 nm oder weniger reduziert werden, und die Lebensdauer des unter Verwendung der Keramikgrünfolie hergestellten keramischen elektronischen Bauteils in Multi­ layer-Technik kann verbessert werden.

Das Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach der Erfindung ist besonders nützlich für die Herstellung einer dünnen Keramikgrünfolie für ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik, von dem verlangt wird, daß es ausgezeichnete Oberflächenglätte aufweist. Bei dem Schritt der Ausformung der Keramikpaste zu einer Folie und beim Schritt der Glättung der Oberfläche wird die Keramikgrünfolie vom Trägerfilm gehalten, während beim Laminierschritt die Ke­ ramikgrünfolie vom Trägerfilm abgelöst werden kann. Zum Bei­ spiel kann ein keramisches elektronisches Bauteil in Multi­ layer-Technik oder ähnliches effizient hergestellt werden, bei dem dünne Keramikschichten zwischen internen Elektroden eingelegt werden.

Zweites Ausführungsbeispiel

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Herstellung eines mo­ nolithischen Keramikkondensators mit der in Fig. 5 gezeigten Struktur beschrieben.

Der in Fig. 5 gezeigte monolithische Keramikkondensator 1 ist ein monolithischer Keramikkondensator vom Chiptyp mit einem Aufbau, bei dem eine rechteckige Laminierung 3 Keramikschich­ ten 2 aufweist, welche als dielektrische Schichten fungieren, und erste und zweite interne Elektroden 8 und 9, die alter­ nierend laminiert werden, und erste und zweite externe Elek­ troden 6 und 7 sind an den ersten und zweiten Endflächen 4 und 5 der Laminierung 3 angeordnet, um jeweils mit den ersten und zweiten internen Elektroden 8 und 9 verbunden zu werden. An den externen Elektroden 6 und 7 werden erste plattierte Schichten 10 und 11 bzw. zweite plattierte Schichten 12 und 13 ausgebildet.

Das Verfahren zur Herstellung des monolithischen Keramikkon­ densators wird nachstehend beschrieben.

• 1. Zunächst werden als Ausgangsrohmaterialien für dielektri­ sche Keramik vorherbestimmte Mengen von Keramikrohmaterial­ pulver von Bariumtitanat oder ähnlichem und Additive zur Ver­ besserung der Eigenschaften gewogen und zur Bildung eines ge­ mischten Pulvers in nasser Umgebung gemischt. Jedes der Addi­ tive wurde in Form von Oxydpulver oder kohlenstoffhaltigem Pulver zum Keramikrohmaterialpulver beigegeben, und die re­ sultierende Mischung wurde in einem organischen Lösungsmittel naß dispergiert.

Als Verfahren für die Naßdispersion (Primärdispersion) wird vorzugsweise ein Dispersionsverfahren oder Dispersionsbedin­ gungen ausgewählt, bei dem das Keramikrohmaterialpulver nicht gemahlen wird. Beispiele für das Dispersionsverfahren umfas­ sen ein Kugelmühlenverfahren, ein Sandmühlenverfahren, ein Viskomühlenverfahren, ein Hochdruck-Homogenisierverfahren, ein Kneterdispersionsverfahren und ähnliches. Bezüglich der Dispersionsbedingungen werden vorzugsweise Bedingungen für die Dispersion ausgewählt, die Scherkräfte erzeugen, deren Stärke kein Mahlen bewirkt.

• 1. Als nächstes werden ein organisches Bindemittel, ein Weichmacher und ein organisches Lösungsmittel zu der primär dispergierten Lösung hinzugegeben, um eine Keramikpaste her­ zustellen, anschließend daran erfolgt eine Sekundärdispersion nach dem gleichen Verfahren wie dem Primärdispersionsverfah­ ren. Unter Verwendung der so vorbereiteten Keramikpaste wird eine Keramikgrünfolie 22 (Fig. 6A), die jede der dielektri­ schen Schichten (Keramikschichten) 2 des monolithischen Kera­ mikkondensators bildet, auf einem Trägerfilm ausgebildet, welcher einen PET-Film oder ähnliches aufweist. Ebenso wie bei dem Verfahren der Ausbildung der Keramikgrünfolie 22 kön­ nen verschiedene Verfahren, wie z. B. das Abstreichmesserver­ fahren, das Verfahren mit gegenläufigen Walzenstreichern und ähnliches, verwendet werden.

Die die so ausgeformte Keramikgrünfolie bildenden Keramikpar­ tikel müssen nicht hoch dispergiert werden, es ist jedoch ziemlich wichtig, daß das Keramikpulver nicht gemahlen wird.

• 1. Als nächstes wird das Glättungsverfahren zur Glättung der Oberfläche der Keramikgrünfolie 22 durch Druckeinwirkung durchgeführt.

Insbesondere wird der Glättungsprozeß mit Verfahren durchge­ führt, die entweder das Kalanderwalzen, das Plattenpressen oder das hydrostatische Pressen verwenden, um die Oberfläche der Keramikgrünfolie 22 zu glätten und deren Dichte zu ver­ bessern.

• 1. Danach wird die Elektrodenpaste 21, die die internen Elektroden 8 oder 9 darstellt, auf den vorherbestimmten Be­ reich der Keramikgrünfolie 22 aufgebracht, die dem Glättungs­ prozeß (primäres Glätten) unterzogen wird, wie in Fig. 6B ge­ zeigt. Als Elektrodenpaste 21 wird beispielsweise eine durch Dispergieren eines Ni-Pulvers eines Äthylzellulosebindemit­ tels und eines Lösungsmittels, wie z. B. Terpineöl unter Ver­ wendung einer Dreikugelmühle, eines Kneters, eines Hochdruck- Homogenisierungsapparates, oder ähnliches vorbereitete Paste verwendet.
• 2. Anschließend wird eine ein Keramikpulver, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthaltende Keramikpaste 23 auf den Be­ reich (Folienteil) der mit Elektrodenpaste beschichtete Ober­ fläche der Keramikgrünfolie 22 aufgebracht, auf dem die Elek­ trodenpaste 21 nicht aufgebracht wird, um einen glatten Zu­ stand ohne Stufe zwischen dem mit der Elektrodenpaste 21 be­ schichteten Bereich und dem nicht mit der Elektrodenpaste 21 beschichteten Bereich zu schaffen. Als Elektrodenpaste wird beispielsweise eine durch Dispergieren eines Keramikpulvers einer Äthylzellulose (Bindemittel) und eines Terpineöls (Lösungsmittel) unter Verwendung einer Dreikugelmühle, eines Kneters, eines Hochdruck-Homogenisierungsapparates, oder ähn­ liches vorbereitete Paste verwendet.
• 3. Anschließend wird die Keramikgrünfolie 22, die mit der Elektrodenpaste 21 und der Keramikpaste beschichtet ist, wei­ ter einem Glättungsprozeß (Sekundärglätten) unter Verwendung des Kalanderwalzenverfahrens, des Plattenpreßverfahrens oder des hydrostatischen Preßverfahrens unterzogen, um eine mit einer Elektrode versehene Folie zu erhalten.
• 4. Eine Mehrzahl der so ausgeformten, mit Elektroden (Keramikgrünfolien mit darauf ausgeformten Elektroden) verse­ henen Folien wird laminiert, komprimiert und dann nach Bedarf geschnitten.

Als Ergebnis wird die Laminierung 3 in einem Zustand erhal­ ten, bei dem die Enden der internen Elektroden 8 und 9 gegen­ über den Endoberflächen 4 bzw. 5 ausgesetzt sind.

• 1. Anschließend wird die Laminierung 3 in einer reduzieren­ den Atmosphäre (N₂-H₂-H₂O) gebrannt, um die Keramik zu si 29198 00070 552 001000280000000200012000285912908700040 0002010051388 00004 29079n­ tern.
• 2. Anschließend wird leitende Paste zur Ausbildung von ex­ ternen Elektroden auf die ersten und zweiten Endoberflächen 4 bzw. 5 der gebrannten Laminierung 3 aufgebracht und dann ge­ brannt, um die ersten und zweiten externen Elektroden 6 und 7 zu bilden, welche mit den Enden der ersten und zweiten inter­ nen Elektroden 8 bzw. 9 verbunden sind.

Die Materialzusammensetzung der externen Elektroden 6 und 7 ist nicht einschränkend, und das Material der externen Elek­ troden 6 und 7 kann das gleiche oder ein anderes sein als dasjenige der Elektroden 8 und 9.

Insbesondere können die ersten und zweiten externen Elektro­ den 6 und 7 aus einer gesinterten Schicht von beliebigen ver­ schiedenen leitenden Metallpulvern wie Ag, Pd, Ag-Pd, Pd, Cu, Cu-Legierungen oder ähnliches oder aus einer einen beliebigen der verschiedenen Typen von Glasfritten des B₂O₃-Li₂O-SiO₂- BaO-Systems, B₂O₃-SiO₂-BaO-Systems, Li₂O-SiO₂-BaO-Systems, B₂O₃-SiO₂-ZnO-Systems und ähnliche enthaltenden gesinterten Schicht hergestellt werden. Die Materialzusammensetzung der externen Elektroden 6 und 7 wird entsprechend Verwendungs­ zweck und Einsatzort des monolithischen Keramikkondensators 1 usw. ausgewählt.

Obwohl die externen Elektroden 6 und 7 dadurch ausgeformt werden können, daß die ein Metallpulvermaterial als leitende Komponente enthaltende leitende Paste nach dem Brennen, wie oben beschrieben, auf die Laminierung 3 aufgebracht wird, können die externen Elektroden 6 und 7 auch dadurch ausge­ formt werden, daß die Paste vor dem Brennen auf die Laminie­ rung aufgebracht wird, wobei dann die Beschichtung zum glei­ chen Zeitpunkt gebrannt wird, wie die Laminierung 3.

• 1. Anschließend werden entsprechend den gegebenen Erforder­ nissen die externen Elektroden 6 und 7 mit den plattierten Schichten 10 und 11 beschichtet, die jeweils aus Ni, Cu oder Ni-Cu-Legierung bestehen, und die zweiten plattierten Schich­ ten 12 und 13, die aus Lötzinn, Zinn oder ähnlichem herge­ stellt werden, werden zusätzlich auf den plattierten Schich­ ten 10 bzw. 11 aufgebracht, um die Lötbarkeit zu verbessern.

Als Ergebnis wird der monolithische Keramikkondensator, wel­ cher den in Fig. 5 gezeigten Aufbau aufweist, erhalten.

Beispiele

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele detaillierter beschrieben.

Vorbereitung der Probe

• 1. Zunächst wurde ein Bariumtitanat (BaTiO₃)-Pulver als Kera­ mikrohmaterialpulver durch ein Hydrolyseverfahren vorbereitet und anschließend bei 870°C kalziniert, um ein Bariumtitanat­ pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 160 nm zu erhalten.
• 2. Anschließend wurden Dy+Mg+Mn und Si in Oxydpulverform zum BaTiO₂-Pulver hinzugefügt, um die Keramikzusammensetzung vor­ zubereiten.
• 3. Anschließend wurden ein Polyvinyl-Butyral-Bindemittel (PVB), ein Phthalat-Weichermacher (DOP) und ein organisches Lösungsmittel, wie Äthanol oder Toluol, zu dem die Bariumti­ tanatkeramikzusammensetzung aufweisenden Pulver hinzugegeben, und die daraus resultierende Mischung wurde durch das Kugel­ mühlverfahren naß dispergiert, so daß das Keramikpulver nicht gemahlen wurde. Die resultierende Keramikpaste wurde auf ei­ nen. Trägerfilm (PET-Film) durch das Abstreichmesserverfahren aufgebracht und anschließend getrocknet, um eine Keramikgrün­ folie vorzubereiten, die jeweils eine Dicke von 4,5 µm und 1,5 µm aufweist.
• 4. Um die Oberfläche der in dieser Weise vorbereiteten Kera­ mikgrünfolie zu glätten, wurde ein Kalanderwalzenverfahren bei einer Temperatur von 50°C und einem linearen Druck zwi­ schen den Walzen von 400 kgf/cm durchgeführt. Als Kalander­ walze wurde eine Einzelquetschwalzen-Kalanderwalze genutzt, die ein Paar Metallrollen (Quetschwalzen), die jeweils an de­ ren Oberfläche eine spiegelblank polierte hartchromplattierte Schicht aufwies, und Heizmittel mit einer Temperaturregel­ funktion zur Regelung der Oberflächentemperatur des Paars Me­ tallrollen auf eine vorgewählte Temperatur aufwies.

Des weiteren wurde Plattenpressen bei einer Preßplattenober­ flächentemperatur von 70°C und einem Anpreßdruck von 5000 kgf/cm² durchgeführt.

Als Plattenpresse wurde eine Plattenpresse verwendet, die ein Paar paralleler Platten, die jeweils eine spiegelblank po­ lierte hartchromplattierte Schicht an der Oberfläche aufwies, Heizmittel mit einer Temperaturregelfunktion, um die Paral­ lelplatten auf eine vorgewählte Temperatur einzustellen, und Druckregelmittel zur Regelung des Anpreßdrucks der Parallel­ platten aufwies.

Hydrostatisches Pressen wurde unter den Bedingungen einer Preßtemperatur von 80°C und eines Anpreßdrucks von 3000 kgf/cm² durchgeführt.

Als hydrostatische Presse wurde eine hydrostatische Presse verwendet, die einen Druckbehälter, der mit einer Flüssig­ keit, wie z. B. Öl oder Wasser, gefüllt ist, ein Flüssigkeits­ temperatursteuermittel zur Einstellung der Flüssigkeit, wie z. B. Öl oder Wasser, auf eine vorgewählte Temperatur, einen Druckzylinder, um die Flüssigkeit, wie z. B. Öl oder Wasser, unter Druck zu setzen, und Drucksteuermittel zur Steuerung des Drucks, aufwies.

• 1. Auf die dem Glättungsverfahren (Primärglätten) unterzoge­ ne Keramikgrünfolie wurde Elektrodenpaste aufgebracht. Die Dicke der Elektrodenpastenbeschichtung betrug 1 µm.

Als Elektrodenpaste wurde ein Ni-Pulver mit einem durch­ schnittlichen Partikeldurchmesser von 100 nm verwendet, die durch ein Flüssigphasen-Reduzierverfahren hergestellt wurde. Anschließend wurden 42 Gew.-% Ni-Pulver, 44 Gew.-% eines or­ ganischen Trägers, der dadurch vorbereitet wurde, daß 6 Gew.- % Äthylzellulose-Bindemittel in 94 Gew.-% Terpineöl aufgelöst wurden, und 14 Gew.-% Terpineöl gemischt und zerkleinert, um die Nickelelektrodenpaste vorzubereiten. Die so vorbereitete Elektrodenpaste wurde auf die Keramikgrünfolie aufgebracht.

• 1. Anschließend wurde Keramikpaste auf den Bereich der Kera­ mikgrünfolie aufgebracht, in dem die Elektrodenpaste nicht aufgebracht wurde. Die Stärke der Keramikpastenbeschichtung betrug 1 µm, also die gleiche wie bei der Elektrodenpastenbe­ schichtung.

Als Keramikpaste wurde das oben beschriebene Bariumtitanat­ pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 160 nm verwendet. Anschließend wurden 30 Gew.-% des Pulvers, 40 Gew.-% eines organischen Trägers, der dadurch vorbereitet wurde, daß 6 Gew.-% Ätyhlzellulose-Bindemittel in 94 Gew.-% Terpineöl aufgelöst wurden, und 26% Terpineöl gemischt und zerkleinert, um die Keramikpaste vorzubereiten. Die so vorbe­ reitete Keramikpaste wurde durch ein Siebdruckverfahren auf den Bereich der Keramikgrünfolie aufgedruckt (beschichtet), auf den die Elektrodenpaste nicht aufgebracht wurde, um die gleiche Stärke zu erhalten, wie die der Elektrodenpastenbe­ schichtung.

• 1. Anschließend wurde die Keramikgrünfolie, auf die die Elektrodenpaste und die Keramikpaste aufgebracht worden wa­ ren, einem Glättungsprozeß unterzogen (Sekundärglätten), in­ dem die Kalanderwalze verwendet wurde. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Verarbeitungstemperatur 50°C, und der Druck betrug 300 kgf/cm².
• 2. Eine vorherbestimmte Anzahl von entsprechend vorbereite­ ten Keramikgrünfolien (Folien mit Elektroden) wurde in der Weise laminiert, daß die Enden der Elektrodenpastenbeschich­ tungen (interne Elektroden) alternierend zu den jeweils ent­ gegengesetzten Seiten geführt wurden, daran anschließend er­ folgte Kompression. Die durch Kompression verbundene Laminie­ rung wurde auf eine vorherbestimmte Größe zugeschnitten, um eine Grünlaminierung (grüner Chip) zu erhalten.
• 3. Anschließend wurde die Grünlaminierung auf eine Tempera­ tur von 300°C in N₂-Atmosphäre aufgeheizt, um das Bindemittel auszubrennen, und daran anschließend erfolgte ein Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre, die aus H₂N₂-H₂O-Gas bei einem Sauerstoffpartielldruck von 10^-9 bis 10^-12 Mpa in einem Profil bestand, in dem sie während 2 Stunden bei einer maximalen Brenntemperatur von 1200°C gehalten wurde.
• 4. Eine B₂O-Li₂O-SiO₂-BaO-System-Glasfritte enthaltende Pa­ ste wurde nach dem Brennen an beiden Endflächen der Laminie­ rung aufgebracht, und daran anschließend erfolgte ein weite­ res Brennen bei einer Temperatur von 600°C in einer N₂- Atmosphäre, um externe Elektroden zu bilden, die elektrisch mit den internen Elektroden verbunden sind.

Der so erhaltene monolithische Keramikkondensator hatte ex­ terne Abmessungen, bei denen die Breite 0,8 mm, die Länge 1,6 mm und die Stärke jeder der zwischen den internen Elektroden eingelegten Keramikschichten 3 µm oder 1 µm betrugen.

Um die Wirkung des Beschichtens der Keramikpaste allein und die Wirkung der Sekundärglättung zu bestätigen, wurde eine Keramikgrünfolie lediglich durch Primärglätten ohne Aufbrin­ gen der Keramikpaste und ohne Sekundärglätten vorbereitet, und es wurde eine Keramikgrünfolie durch Primärglätten und Beschichten der Keramikpaste ohne Sekundärglättung vorberei­ tet. Unter Verwendung dieser Keramikgrünfolien wurden mono­ lithische Keramikkondensatoren unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben hergestellt.

Des weiteren wurde für Vergleichszwecke eine Keramikgrünfolie (eine konventionelle Keramikgrünfolie) ohne Primärglätten, Beschichten der Keramikpaste und Sekundärglätten vorbereitet und zur Herstellung eines monolithischen Keramikkondensators eines Vergleichsbeispiels außerhalb des Rahmens der Erfindung unter den gleichen Bedingungen, wie oben beschrieben, verwen­ det.

Evaluierung der Probe

Die laminierte Struktur, die elektrischen Eigenschaften und die Zuverlässigkeit der wie oben beschrieben erhaltenen mono­ lithischen Keramikkondensatoren wurden evaluiert.

Die strukturellen Defekte jedes der monolithischen Keramik­ kondensatoren wurden durch den Anteil von Kurzschlußdefekten (%) zur Bestätigung des Vorhandenseins der Wirkung der Erfin­ dung evaluiert. Die Kurzschlußdefekte wurden dadurch gemes­ sen, daß ein automatisches brückenartiges Meßgerät (LCR Me­ ter/YHP 4274A) verwendet wurde. Der Anteil von Kurzschlußde­ fekten wurde dadurch ermittelt, daß Kondensatoren aus 100 Proben extrahiert wurden, bei denen die Zielkapazität (C) nicht erreicht wurde.

Die Kapazität und der dielektrische Verlust (tan δ) wurden dadurch gemessen, daß das automatische brückenartige Meßgerät nach JIS-Norm 5102 verwendet wurde, und die entsprechende Dielektrizitätskonstante (ε) wurde aus der gemessenen Kapazi­ tät berechnet.

Bei einem Hochtemperaturbelastungstest wurde eine Gleichspan­ nung von 10 V pro µm dielektrische Keramikschichtstärke bei einer Temperatur von 150°C angelegt, um Veränderungen des Isolierwiderstandes im Zeitverlauf zu messen. Bei dem Hochtemperaturbelastungstest wurde die Zeit, zu der der Iso­ lierwiderstand (R) je Probe 10⁵ Ω oder weniger betrug, als Ausfallzeit betrachtet, und die durchschnittliche Lebensdauer (hr) wurde auf der Grundlage dieses Zeitpunktes evaluiert.

Die Tabellen 8 bis 11 zeigen die (evaluierten) Eigenschaften jedes monolithischen Keramikkondensators, wenn die Elementen­ stärke und die Anzahl der laminierten Keramikgrünfolien ver­ ändert wurden.

Die Tabellen 8 bis 11 zeigen weiter die gemessenen Eigen­ schaften des monolithischen Keramikkondensators des Ver­ gleichsbeispiels, bei dem Keramikgrünfolien verwendet wurden, die dem Glättungsprozeß nicht unterzogen wurden.

Evaluierung der Probengruppe 1

Tabelle 8 zeigt die Ergebnisse der Messung der Eigenschaften der monolithischen Keramikkondensatoren, bei denen die Ele­ mentenstärke 8 µm betrug und die Anzahl der laminierten Foli­ en 100 war.

Tabelle 8

Tabelle 8 gibt an, daß bei dem Vergleichsbeispiel 1 unter Verwendung von ohne Primärglätten, Beschichten mit Keramikpa­ ste und Sekundärglätten hergestellten Keramikgrünfolien der Anteil von Kurzschlußdefekten 80% und die Lebensdauer 35 Stunden beträgt.

Auf der anderen Seite betrug bei den monolithischen Keramik­ kondensatoren der Proben 1 bis 3 (unter Verwendung von Kera­ mikgrünfolien, welche lediglich der Primärglättung ohne Be­ schichtung mit Keramikpulver und ohne Sekundärglätten unter­ zogen wurden) nach der Erfindung der Anteil von Kurzschlußde­ fekten nur noch 10 bis 15% und die Lebensdauer wurde auf ca. 80 Stunden verbessert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 4 bis 6 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten und der Beschichtung mit Keramikpulver ohne Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung wird das Auftreten von Kurzschlußdefekten nicht beobachtet, und die Lebensdauer wird auf 90 Stunden verbessert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 7 bis 9 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten, der Beschichtung mit Keramikpulver und dem Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung wurden Eigenschaften erhalten, die besser sind als die bei den Pro­ ben Nr. 4 bis 6 oder zumindest äquivalent dazu waren.

Als Ergebnis der Beobachtung eines polierten Bereiches eines Produktes mit Kurzschlußdefekt unter einem Mikroskop wurden Delaminierung und Verbiegen eines nach außen gerichteten Teils einer Elektrode beobachtet.

Evaluierung der Probengruppe 2

Tabelle 9 zeigt die Ergebnisse der Messung der Eigenschaften der monolithischen Keramikkondensatoren, bei denen die Ele­ mentenstärke 3 µm betrug und die Anzahl von laminierten Foli­ en 300 betrug.

Tabelle 9

Tabelle 9 gibt an, daß bei dem Vergleichsbeispiel 2, bei dem ohne Primärglättung, Beschichtung mit Keramikpaste und Sekun­ därglättung hergestellte Keramikgrünfolien benutzt wurden, der Anteil von Kurzschlußdefekten 95% beträgt und die Le­ bensdauer 8 Stunden beträgt.

Auf der anderen Seite wird bei den monolithischen Keramikkon­ densatoren der Proben 10 bis 12 (unter Verwendung von Kera­ mikgrünfolien, welche lediglich der Primärglättung ohne Be­ schichtung mit Keramikpulver und ohne. Sekundärglätten unter­ zogen wurden) nach der Erfindung der Anteil von Kurzschlußde­ fekten auf 30 bis 40% verringert, und die Lebensdauer wird auf ca. 40 bis 50 Stunden verbessert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 13 bis 15 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten und der Beschichtung mit Keramikpulver ohne Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung verrin­ gert sich der Anteil der Kurzschlußdefekte auf 10% oder we­ niger, und die Lebensdauer wird auf 60 Stunden verbessert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 16 bis 18 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten, der Beschichtung mit Keramikpulver und dem Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung wird das Auftreten von Kurzschlußdefekten nicht beobachtet, und die Lebensdauer wird auf 80 bis 90 Stunden verbessert.

Als Ergebnis der Beobachtung eines polierten Bereiches eines Produktes mit Kurzschlußdefekt unter einem Mikroskop wurden Delaminierung und Verbiegen eines nach außen gerichteten Teils einer Elektrode beobachtet.

Evaluierung der Probengruppe 3

Tabelle 10 zeigt die Ergebnisse der Messung der Eigenschaften der monolithischen Keramikkondensatoren, bei denen die Ele­ mentstärke 1 µm betrug und die Anzahl von laminierten Folien 100 betrug.

Tabelle 10

Tabelle 10 gibt an, daß bei dem Vergleichsbeispiel 3, bei dem ohne Primärglättung, Beschichtung mit Keramikpaste und Sekun­ därglättung hergestellte Keramikgrünfolien benutzt wurden, der Anteil von Kurzschlußdefekten 98% beträgt und die Le­ bensdauer 1 Stunden beträgt.

Auf der anderen Seite wird bei den monolithischen Keramikkon­ densatoren der Proben 19 bis 21 (unter Verwendung von Kera­ mikgrünfolien, welche lediglich der Primärglättung ohne Be­ schichtung mit Keramikpulver und Sekundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung der Anteil von Kurzschlußdefekten auf 65 bis 72% verringert, und die Lebensdauer wird auf ca. 20 Stunden verbessert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 22 bis 24 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten und der Beschichtung mit Keramikpulver ohne Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung verrin­ gert sich der Anteil der Kurzschlußdefecte auf 40% oder we­ niger, und die Lebensdauer wird auf ca. 50 Stunden verbes­ sert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 25 bis 27 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten, der Beschichtung mit Keramikpulver und dem Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung wird der Anteil der Kurzschlußdefekte auf 5% oder weniger verringert, und die Lebensdauer wird auf ca. 50 Stunden verbessert.

Als Ergebnis der Beobachtung eines polierten Bereiches eines Produktes mit Kurzschlußdefekt unter einem Mikroskop wurden Delaminierung und Verbiegen eines nach außen gerichteten Teils einer Elektrode beobachtet.

Evaluierung der Probengruppe 4

Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse der Messung der Eigenschaften der monolithischen Keramikkondensatoren, bei denen die Ele­ mentstärke 1 µm betrug und die Anzahl von laminierten Folien 450 betrug.

Tabelle 11

Tabelle 11 gibt an, daß bei dem Vergleichsbeispiel 4, bei dem ohne Primärglättung, Beschichtung mit Keramikpaste und Sekun­ därglättung hergestellte Keramikgrünfolien benutzt wurden, der Anteil von Kurzschlußdefekten 100% beträgt.

Auf der anderen Seite wird bei den monolithischen Keramikkon­ densatoren der Proben 28 bis 30 (unter Verwendung von Kera­ mikgrünfolien, welche lediglich der Primärglättung ohne Be­ schichtung mit Keramikpulver und Sekundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung der Anteil von Kurzschlußdefekten auf 80 bis 92% verringert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 31 bis 33 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten und der Beschichtung mit Keramikpulver ohne Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung verrin­ gert sich der Anteil der Kurzschlußdefekte auf 30 bis 40%, und die Lebensdauer wird auf ca. 30 Stunden verbessert.

Bei den monolithischen Keramikkondensatoren der Proben Nr. 34 bis 36 (unter Verwendung von Keramikgrünfolien, welche dem Primärglätten, der Beschichtung mit Keramikpulver und dem Se­ kundärglätten unterzogen wurden) nach der Erfindung wird der Anteil der Kurzschlußdefekte auf 10% oder weniger verrin­ gert, und die Lebensdauer wird auf ca. 50 Stunden verbessert.

Als Ergebnis der Beobachtung eines polierten Bereiches eines Produktes mit Kurzschlußdefekt unter einem Mikroskop wurden Delaminierung und Verbiegen eines nach außen gerichteten Teils einer Elektrode beobachtet.

Es wird durch die oben angegebenen Ergebnisse bestätigt, daß das Glättungsverfahren (Primärglätten) die Oberflächenrauheit (Ra) einer Keramikgrünfolie mindern kann, um deren Eigen­ schaften zu verbessern.

Es wird weiter bestätigt, daß die Beschichtung mit Keramikpa­ ste und der zweite Glättungsprozeß nach dem primären Glät­ tungsprozeß zu noch zufriedenstellenderen Ergebnissen führt.

Wenn auch bei dieser Ausführungsform ein Bariumtitaniumsy­ stempulver als Keramikpulver verwendet wird, ist der Typ von Keramikpulver darauf nicht beschränkt, und Keramikpulver, die jeweils Strontiumtitanat, Kalziumtitanat und ähnliches als Hauptkomponenten enthalten, können ebenso erfindungsgemäß ge­ nutzt werden. In diesem Fall können die gleiche Wirkungen wie oben beschrieben erhalten werden.

Obwohl die organische Paste als Paste für eine Keramikgrünfo­ lie verwendet wird, erzeugt die Verwendung von wässriger Pa­ ste die gleichen Wirkungen.

Die Art des Bindemittels und des Weichmachers ist ebenfalls nicht beschränkt auf Polyvinyl-Butyral-Harz (PVB) und Phtha­ lat-Weichermacher (DOP), und Art und Menge können entspre­ chend der beabsichtigten Keramikgrünfolie zweckmäßig ausge­ wählt werden.

Obwohl bei dieser Ausführungsform Ni als Beispiel eines Mate­ rials für die internen Elektroden verwendet wird, können an­ dere Materialien, wie z. B. Pd, Ag-Pd, Cu, Pt und diese Metal­ le enthaltende Legierungen als Hauptkomponenten ebenso ver­ wendet werden.

Obgleich bei dieser Ausführungsform die Herstellung eines mo­ nolithischen Keramikkondensators als beispielhaft beschrieben wird, kann das Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfin­ dung umfassend auf Herstellungen verschiedener anderer kera­ mischen elektronischen Bauteile in Multilayer-Technik, wie z. B. eines Multilayer-Keramikvaristors, eines Multilayer- Keramik-Piezobauteils, eines Multilayer-Substrats usw., ange­ wandt werden.

Die Erfindung ist auf die obigen Ausführungsformen und Bei­ spiele in bezug auf andere Punkte nicht einschränkend, und verschiedene Anwendungen und Abänderungen können im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden.

Beim Verfahren der Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfindung wird eine durch Ausbildung von Keramikpaste in Folienform herge­ stellte Keramikgrünfolie geglättet, und anschließend wird Elektrodenpaste zur Ausbildung einer internen Elektrode in einem vorherbestimmten Muster aufgebracht, um eine mit einer Elektrode versehene Folie zu bilden. Eine Mehrzahl von mit Elektroden versehenen Folien wird laminiert, um eine Laminie­ rung zu bilden, daran schließt sich Brennen unter vorherbe­ stimmten Bedingungen an, so daß das keramische elektronische Bauteil in Multilayer-Technik effizient hergestellt werden kann, während gleichzeitig eine Minderung der Lebensdauer aufgrund von Unregelmäßigkeiten an den Kontaktflächen zwi­ schen internen Elektroden und Keramikschichten und das Auf­ treten von strukturellen Defekten (Delaminierung, Verbiegen eines Elektrodenteils oder ähnliches) in einem Multilayer­ dünnfilm verhindert werden. Demzufolge kann ein keramisches elektronisches Bauteil in Multilayer-Technik mit Zieleigen­ schaften (beispielsweise ein Entwurfkapazitätswert) und hoher Zuverlässigkeit effizient hergestellt werden.

Insbesondere das Verfahren zur Glättung der Keramikgrünfolie kann die Oberflächenglätte der Keramikgrünfolie unabhängig vom Partikeldurchmesser und der Dispergierfähigkeit von Kera­ mikpartikeln verbessern, womit die Oberflächenrauheit (Ra) an den Kontaktflächen zwischen den Keramikschichten und den in­ ternen Elektroden des fertigen keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik reduziert wird.

Da darüber hinaus die Dichte der Folie durch das Glätten er­ höht wird, ist es möglich, das Auftreten von Defekten, wie z. B. Poren in den Keramikschichten, ebenso wie Folienan­ griffsphänomen zu verhindern, bei dem die Lösungsmittelkompo­ nente der Elektrodenpaste in die Folie hineinwandert, um das Folienbindemittel aufzulösen.

Selbst bei der Ausbildung von internen Elektroden (interne Elektroden aus Basismetall) unter Verwendung der ein Basisme­ tallpulver als leitende Komponente enthaltenden Elektrodenpa­ ste ermöglicht die Verwendung der dem Glättungsprozeß unter­ zogenen Keramikgrünfolie die Herstellung eines elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik, die aufgrund von Unebenheiten der Kontaktflächen zwischen den internen Elektroden und den Keramikschichten weniger Lebensdauerminderung und weniger strukturelle Defekte (Delaminierung, Verbiegen eines Elektro­ denteils oder ähnliches) in einem Multilayerdünnfilm auslöst, womit die Elektrodenmaterialkosten ohne Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit reduziert werden.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen ke­ ramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik wird der Glättungsprozeß dadurch durchgeführt, daß entweder das Kalanderwalzverfahren, das Plattenpreßverfahren oder das hy­ drostatische Preßverfahren verwendet wird, womit die Oberflä­ che der Grünfolie sicher geglättet und die Glättung der Kon­ taktflächen zwischen den internen Elektroden und den Keramik­ schichten verbessert wird. Als Ergebnis dessen können die Druckfestigkeit, die Haltbarkeit (Lebensdauer) und die Zuver­ lässigkeit der Eigenschaften des keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik verbessert werden.

Bei dem Verfahren der Herstellung eines keramischen elektro­ nischen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfindung wird, nachdem die Elektrodenpaste auf die dem Glättungsprozeß unterzogene Keramikgrünfolie aufgebracht und dann getrocknet wurde, Keramikpaste auf den Bereich (Folienteil) der Keramik­ grünfolie, auf den die Elektrodenpaste nicht aufgebracht wird, aufgebracht und anschließend getrocknet, um eine Kera­ mikgrünfolie ohne Stufe an der Grenze zwischen dem mit der Elektrodenpaste beschichteten Bereich und dem nicht beschich­ teten Bereich auszuformen. Demzufolge ist es möglich, die Strukturdefekte des keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik, wie z. B. Kurzschlußdefekte, Delamination usw., zu verringern. Es ist auch möglich, den Bruch der in­ ternen Elektroden aufgrund der Stufe zu verhindern, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektro­ nischen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfindung wird, nachdem die Elektrodenpaste und die Kermikpaste auf die dem Glättungsverfahren unterzogene und getrocknete Keramik­ grünfolie aufgebracht wurden, die Keramikgrünfolie weiter ge­ glättet, womit Druckabweichung, Beschichtungswelligkeiten während des Druckens und ein Sattelphänomen beseitigt werden. Demzufolge können die Oberflächen der Elektrodenpastenbe­ schichtung und der Keramikpastenbeschichtung weiter geglättet werden, und deren Dichte kann erhöht werden. Als Ergebnis kann bei dem keramischen elektronischen Bauteil in Multilay­ er-Technik die Glätte der Kontaktflächen zwischen den inter­ nen Elektroden und den Keramikschichten verbessert werden, um die Druckfestigkeit zu erhöhen. Auch das Auftreten von struk­ turellen Defekten (Delaminierung, Verbiegen eines Elektroden­ teils usw.), die bei Multilayerfilmen leicht entstehen, kann unterdrückt. bzw. verhindert werden, um in effizienter Weise das keramische elektronische Bauteil in Multilayer-Technik mit hoher Zuverlässigkeit herstellen zu können.

Das Verfahren, das zusätzlich das Aufbringen der Keramikpaste und die Durchführung des sekundären Glättungsprozesses um­ faßt, ist besonders nützlich bei der Herstellung eines kera­ mischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik, bei dem die Stärke (Elementenstärke) jeder der Keramikschichten 3 µm oder weniger beträgt. Beispielsweise kann bei der Anwen­ dung der Herstellung eines kleinen monolithischen Keramikkon­ densators mit hoher Kapazität, welcher einen Multilayerfilm aufweist, ein monolithischer Keramikkondensator mit ausge­ zeichneten elektrischen Eigenschaften und hoher Zuverlässig­ keit effizient hergestellt werden.

Bei dem Verfahren der Herstellung eines keramischen elektro­ nischen Bauteils in Multilayer-Technik nach der Erfindung wird der sekundäre Glättungsprozeß entweder durch das Kalan­ derwalzenverfahren, das Plattenpreßverfahren oder das hydro­ statischen Preßverfahren durchgeführt, um die Oberflächen der auf die Oberfläche der Keramikgrünfolie aufgebrachte Elektro­ denpastenbeschichtung und der Keramikpastenbeschichtung si­ cherer zu glätten, um die Glätte der gesamten mit einer Elek­ trode versehenen Folie zu verbessern, wodurch die Erfindung wirksamer wird.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie, da­ durch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
den Schritt der Ausbildung einer Beschichtungskeramikpa­ ste, die ein in einem Dispersionsmittel auf einen Trä­ gerfilm dispergiertes Keramikpulver enthält, um eine Fo­ lie auszubilden;
den Schritt des Trocknens der die Folie bildenden Kera­ mikpaste auf dem Trägerfilm; und
den Glättungsschritt des Pressens der durch Trocknen der Keramikpaste auf dem Trägerfilm erhaltenen trockenen Fo­ lie unter Verwendung einer Plattenpresse, die mindestens ein Paar Preßplatten aufweist, unter den Bedingungen ei­ ner Preßplattenoberflächentemperatur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks von 500 bis 10000 kgf/cm², um die Oberfläche der Folie für jeden Trägerfilm zu glätten.

2. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenpres­ sen unter den Bedingungen einer Preßplattenoberflächen­ temperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks von 1000 bis 6000 kgf/cm² ausgeführt wird.

3. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie, da­ durch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
den Schritt der Ausbildung einer Beschichtungskeramikpa­ ste, die ein in einem Dispersionsmittel auf einen Trä­ gerfilm dispergierten Keramikpulver enthält, um eine Fo­ lie zubilden;
den Schritt des Trocknens der die Folie bildenden Kera­ mikpaste auf dem Trägerfilm; und
den Glättungsschritt des hydrostatischen Pressens der durch Trocknen der Keramikpaste auf dem Trägerfilm er­ haltenen trockenen Folie unter Verwendung einer hydro­ statischen Presse unter den Bedingungen einer Preßtempe­ ratur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks von 500 bis 10000 kgf/cm², um die Oberfläche der Folie für jeden Trägerfilm zu glätten.

4. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrostati­ sche Pressen unter den Bedingungen einer Preßtemperatur von 20 bis 100°C und eines Anpreßdrucks von 1000 bis 6000 kgf/cm² ausgeführt wird.

5. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie, da­ durch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
den Schritt der Ausbildung einer Beschichtungskeramikpa­ ste, die ein in einem Dispersionsmittel auf einen Trä­ gerfilm dispergierten Keramikpulver enthält, um eine Fo­ lie auszubilden;
den Schritt des Trocknens der die Folie bildenden Kera­ mikpaste auf dem Trägerfilm; und
den Glättungsschritt des Kalandrierens der durch Trock­ nen der Keramikpaste auf dem Trägerfilm erhaltenen troc­ kenen Folie unter Verwendung einer Kalanderwalze mit mindestens einem Paar von Quetschwalzen unter den Bedin­ gungen einer Quetschwalzenoberflächentemperatur von 0 bis 150°C und eines Anpreßdrucks (linearer Druck) von 50 bis 1000 kgf/cm, um die Oberfläche der Folie für jeden Trägerfilm zu glätten.

6. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalanderwal­ zenverarbeitung unter den Bedingungen einer Quetschwal­ zenoberflächentemperatur von 20 bis 100°C und eines An­ preßdrucks (linearer Druck) von 100 bis 600 kgf/cm aus­ geführt wird.

7. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Glättungsprozeß in der Weise ausgeführt wird, daß die Oberflächenrauheit (Ra-Wert) der Keramikgrünfolie 100 nm oder weniger beträgt.

8. Verfahren zur Herstellung einer Keramikgrünfolie nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung des Herstellverfahrens eines keramischen elektronischen Bauteils in Multilayer-Technik Keramik­ grünfolien von den Trägerfilmen abgelöst und anschlie­ ßend laminiert werden, und demzufolge jede der Keramik­ grünfolien von dem Trägerfilm getrennt gehalten wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es umfaßt:
den Ausbildungsschritt der Ausbildung einer Keramikpaste in einer Folie;
den Glättungsschritt des Pressens der ausgebildeten Ke­ ramikgrünfolie, um die Oberfläche derselben zu glätten;
den Folienausbildungsschritt der Beschichtung mit Elek­ trodenpaste zur Ausbildung einer internen Elektrode auf der geglätteten Keramikgrünfolie in einem vorherbestimm­ ten Muster, um eine mit einer Elektrode versehene Folie auszubilden;
den Laminierungsschritt der Laminierung der mit Elektro­ den versehenen Folien, um eine Laminierung zu bilden; und
den Brennschritt des Brennens der Laminierung.

10. Verfahren der Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenpaste zur Aus­ bildung einer internen Elektrode ein Basismetallpulver als leitende Komponente enthält, so daß die nach dem Brennen der Laminierung ausgebildete interne Elektrode ein Basismetall aufweist.

11. Verfahren der Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Glättungsprozeß durch Verwendung entweder eines Kalanderwalzenverfah­ rens, eines Plattenpreßverfahrens oder eines hydrostati­ schen Verfahrens ausgeführt wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Ausbildung der mit einer Elektrode versehenen Folie um­ faßt:
den Schritt der Beschichtung der dem Glättungsprozeß un­ terzogenen Keramikgrünfolie mit Elektrodenpaste und des anschließenden Trocknens der Beschichtung; und
den Schritt der Beschichtung mit ein Keramikpulver, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthaltender Keramik­ paste auf einem Bereich (Folienteil) der mit Elektroden­ paste beschichteten Oberfläche, der nicht mit Elektro­ denpaste beschichtet ist, und anschließendes Trocknen der Beschichtung.

13. Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es des weiteren das Glätten (Sekundärglätten) der dem Glättungsprozeß (Primärglätten) unterworfenen Keramikgrünfolie umfaßt, nachdem die Elektrodenpaste und die Keramikpaste darauf aufgebracht und getrocknet wurden.

14. Verfahren zur Herstellung eines keramischen elektroni­ schen Bauteils in Multilayer-Technik nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärglättungsprozeß entweder durch ein Kalanderwalzenverfahren, ein Platten­ preßverfahren oder ein hydrostatisches Pressen ausge­ führt wird.