JP2002036226A

JP2002036226A - 積層セラミック電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2002036226A
Application number: JP2000232096A
Authority: JP
Inventors: Masaru Takahashi; 優高橋; Hiroaki Takashima; 浩昭高島; Takao Hosokawa; 孝夫細川; Yasunobu Yoneda; 康信米田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2002-02-05

Abstract

(57)【要約】【課題】圧着後のセラミックグリーンシートの積層体
の下方の収縮を抑えることができ、内部に形成されたパ
ターンのずれを少なくすることができる、積層セラミッ
ク電子部品の製造方法を得る。【解決手段】下金型１４の中央部１６の周縁部に凸部
１８を形成し、枠部材２０の内側に複数のセラミックグ
リーンシートの積層体２４を配置して、上金型２２で圧
着する。それにより、積層体２４の周辺部が凸部１８を
覆うように塑性変形して溝が形成され、その溝と凸部１
８が噛み合うことにより、積層体２４の下方のセラミッ
クグリーンシートの収縮応力に対抗して、積層体２４の
変形を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願に係る発明は積層セラミ
ック電子部品の製造方法に関し、特にたとえば、積層セ
ラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば積層セラミックコンデンサを製
造する場合、まず、誘電体材料で形成されたセラミック
グリーンシートが準備される。そして、電極ペーストを
印刷することにより、セラミックグリーンシート上に、
内部電極となる複数のパターンが形成される。このよう
なパターン１が形成されたセラミックグリーンシート２
が、図９に示すように、下金型３の上に複数枚積層さ
れ、上金型４によって圧着される。このとき、複数のセ
ラミックグリーンシート２に形成されたパターン１が重
なるように積層される。圧着された積層体は、各パター
ン１の積層部ごとにカットされ、焼成することによって
内部電極を有するチップが得られる。このチップの両端
部に外部電極を形成することにより、積層セラミックコ
ンデンサが得られる。

【０００３】しかしながら、セラミックグリーンシート
を積層圧着した場合、ときとして図１０に示すように、
積層体の下方が収縮し、積層したパターンにずれが生じ
るという現象が発生することがある。このような問題を
解決するために、実開平５−５８２１６号公報に記載さ
れている技術を応用することが考えられる。これは、図
１１に示すように、吸着用穴５と位置出し用ピン６とが
形成された下金型３上に、セラミックグリーンシートを
積層するものである。このとき、吸着用穴５によって積
層体を吸着するとともに、セラミックグリーンシートの
穴に位置出し用ピン６を通すことにより、セラミックグ
リーンシートの位置ずれを防止するものである。

【０００４】また、特開平７−１０６１８８号公報や特
開平１０−２１４７４６号公報に記載されている技術を
応用することが考えられる。これらは、複数のセラミッ
クグリーンシートを圧着するときに、積層体の端部の伸
びを防止するためのものである。特開平７−１０６１８
８号公報に示された技術は、図１２に示すように、セラ
ミックグリーンシート２と上金型４との間に、外周縁に
凸部が形成されたスペーサ７を配置し、セラミックグリ
ーンシート２の積層体の周縁部を押えるようにしたもの
である。また、特開平１０−２１４７４６号公報に示さ
れた技術は、図１３に示すように、下金型３または上金
型４の少なくとも一方の周縁部に凸部を形成し、セラミ
ックグリーンシート２の積層体の周縁部を押えるように
したものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近の
セラミックグリーンシートの薄膜化のため、実開平５−
５８２１６号公報に示された方法を採用すると、吸引に
よってセラミックグリーンシートが変形したり、ときと
してシートに穴があくという問題が発生した。また、特
開平７−１０６１８８号公報や特開平１０−２１４７４
６号公報に示された方法を採用した場合には、圧着積層
中の積層体の伸びを抑えることはできるが、積層体の収
縮を抑える効果が得られないため、内部電極パターンの
積み重ね位置がずれるという問題が生じた。

【０００６】それゆえに、本願に係る発明の主たる目的
は、圧着後のセラミックグリーンシートの積層体の収縮
を抑えることができ、内部に形成されたパターンのずれ
を少なくすることができる、積層セラミック電子部品の
製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願に係る発明は、下金
型と上金型との間に複数のセラミックグリーンシートを
積層する工程と、下金型と上金型とによってセラミック
グリーンシートを圧着する工程とを含む積層セラミック
電子部品の製造方法において、下金型のセラミックグリ
ーンシート積層部の周辺部の周縁部より内側に、セラミ
ックグリーンシートの厚み方向へ突き出た凸部が形成さ
れていることを特徴とする、積層セラミック電子部品の
製造方法である。この積層セラミック電子部品の製造方
法において、凸部はセラミックグリーンシート積層部の
周辺部に沿って連続的に延びる線状に形成されてもよ
く、また、複数断続的に形成されてもよい。さらに、凸
部の突出高さは、積層体の圧着後の厚みの１％〜１５％
であることが好ましい。

【０００８】本願に係る別の発明は、下金型と上金型と
の間に複数のセラミックグリーンシートを積層する工程
と、下金型と上金型とによってセラミックグリーンシー
トを圧着する工程とを含む積層セラミック電子部品の製
造方法において、下金型の前記セラミックグリーンシー
ト積層部の周辺部に、中央部よりも表面粗さの粗い面が
形成されていることを特徴とする、積層セラミック電子
部品の製造方法である。この場合において、表面粗さの
粗い面の１０点平均表面粗さは２０〜３００μｍである
ことが好ましい。

【０００９】下金型のセラミックグリーンシート積層部
の周辺部の周縁部より内側に形成された凸部によって、
圧着時にセラミックグリーンシートの積層体下面に溝が
形成され、この溝と下金型の凸部とが噛み合うので、積
層体の膨張のみならず収縮も抑えられ、内部パターンの
ずれが少なくなる。積層体に割れが生じないようにする
ためには、凸部の高さを積層体の圧着後の厚みの１％〜
１５％とすることが好ましい。

【００１０】また、下金型の前記セラミックグリーンシ
ート積層部の周辺部に中央部よりも表面粗さの粗い面を
形成した場合には、圧着時に、下金型の表面粗さの粗い
面を埋めるようにセラミックグリーンシートの積層体周
辺部が塑性変形して、積層体周辺部と下金型の表面粗さ
の粗い面とが密着する。これにより、積層体の収縮およ
び膨張が防止される。表面粗さの粗い面の１０点平均表
面粗さを２０〜３００μｍとすることにより、積層体の
収縮および膨張を防止し、かつ、積層体に割れが生じる
ことを防止できる。

【００１１】本願に係る発明の上述の目的，その他の目
的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明
の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）積層セラミッ
ク電子部品を作製する場合、まずセラミックグリーンシ
ートが準備される。たとえば積層セラミックコンデンサ
を作製する場合には、セラミックグリーンシートは誘電
体材料で形成される。この場合、図１に示すように、セ
ラミックグリーンシート１０上に、積層セラミックコン
デンサの内部電極となる複数のパターン１２が形成され
る。パターン１２は、電極用ペーストを印刷することに
よって形成される。

【００１３】また、セラミックグリーンシート１０を積
層するために、下金型１４が準備される。第１の実施形
態の下金型１４は、図２および図３に示すように、たと
えばその平面形状が正方形となるように形成され、段差
部１４ａが設けられることにより、セラミックグリーン
シート１０を積層するためのシート積層部１６が高くな
るように形成される。そして、シート積層部１６の周辺
部の周縁部より内側（中央部寄り）には、凸部１８が形
成される。なお、図３において、Ｌ１はシート積層部１
６の一辺の長さ、Ｌ２は凸部１８とシート積層部１６の
周縁部との間の距離、Ｌ３は凸部１８の幅長、Ｌ４は凸
部の高さを示す。

【００１４】下金型１４の段差部１４ａには、図３
（Ａ）（Ｂ）に示すように、矩形の枠部材２０が嵌め込
まれる。そして、枠部材２０の内側において、下金型１
４のシート積層部１６上に、複数のセラミックグリーン
シート１０が積層される。このとき、パターンが形成さ
れていないセラミックグリーンシート１０が積層され、
その上にパターン１２が形成されたセラミックグリーン
シート１０が積層され、さらにパターンが形成されてい
ないセラミックグリーンシート１０が積層される。積層
セラミックコンデンサを作製する場合には、複数のセラ
ミックグリーンシート１０に形成されたパターン１２が
互いに重なり合うように積層される。なお、複数枚のセ
ラミックグリーンシート１０をあらかじめ積層したもの
をシート積層部１６に装填してもよい。

【００１５】セラミックグリーンシート１０が積層され
ると、図４に示すように、上金型２２によってセラミッ
クグリーンシート１０の積層体２４が圧着される。この
とき、積層体２４の周縁部より内側の凸部１８に対応す
る部分が凸部１８を覆うように塑性変形して溝が形成さ
れる。そして、凸部１８がその溝に嵌まり込む状態とな
る。そのため、圧着後においても、下方にあるセラミッ
クグリーンシート１０の収縮応力による積層体２４の変
形が抑えられる。

【００１６】圧着された積層体２４は、金型から取り出
され、パターン１２が積層された部分に対応してカット
され、焼成することによって内部電極の形成されたチッ
プが得られる。このチップの両端部に外部電極を形成す
ることによって、積層セラミックコンデンサが形成され
る。

【００１７】第１の実施形態の方法を採用すれば、凸部
１８が積層体２４の溝に嵌り込んだ状態となっているの
で、積層体２４の凸部１８よりも外側が凸部１８より内
側へ移動できず、積層体２４全体の収縮が抑制され、圧
着後の積層体２４の変形が抑えられる。そのため、内部
において積層されたパターン１２の位置ずれを抑えるこ
とができ、積層体２４をカットして焼成することにより
得られたチップの内部電極は、位置ずれの少ないものと
なる。そのため、良好な特性を有する積層セラミックコ
ンデンサを得ることができる。

【００１８】（実施例１）５．７ｍｍ×５．０ｍｍの積
層セラミックコンデンサを作製するために、誘電体セラ
ミック材料としてＢａＴｉＯ₃を用い、これにバイン
ダ、可塑剤、溶剤を加え、ボールミルで混合してスラリ
ーを得た。このスラリーを用い１１μｍの厚みでシート
成形した。そして、上述のサイズの積層セラミックコン
デンサが得られるように内部電極となる複数のパターン
を形成した。パターンは、シートの１９０ｍｍ×１９０
ｍｍの領域内にニッケルペーストを印刷し、乾燥するこ
とによって形成した。このシートを、図４に示す下金型
と上金型を用い積層圧着した。積層構造としては、上下
にパターンが形成されていないシートを各１２枚積層
し、内部にパターンが形成されたシートを１５６枚積層
した。

【００１９】下金型１４は、一辺の長さＬ１が２００ｍ
ｍの正方形のシート積層部１６に、周縁部と凸部との間
の距離Ｌ２が３ｍｍで、幅長Ｌ３が３ｍｍの凸部１８を
備えたものを用いた。そして、凸部１８の高さＬ４を表
１に示す９種類の高さとして、それぞれの場合のパター
ンのずれ量を測定した。パターンのずれ量の測定は、凸
部に最も近い部分に配置されたパターンについて行い、
図５に示すように、最上層のパターンと最下層のパター
ンの水平方向の距離をずれ量とした。また、最下層のパ
ターンが最上層のパターンより積層体の中央寄りに変位
した場合を正方向のずれと定義した。そして、９種類の
下金型を用いた場合について、パターンのずれ量を表１
に示した。

【００２０】

【表１】

【００２１】この実施例においては、パターンのずれ量
が５０μｍ以内を許容量とし、良否を判定した。表１か
ら、凸部の高さが、積層体の圧着後の総厚みに対して１
％〜１５％の範囲にあるときに、パターンのずれ量が許
容範囲内にあることがわかる。凸部の高さが積層体の圧
着後の総厚みに対して１％未満の場合、パターンのずれ
量が大きいのは、凸部による積層体の端部の変形が少な
く、収縮応力に対抗することができないためであると考
えられる。また、凸部の高さが積層体の圧着後の総厚み
に対して１５％を超える場合、パターンのずれ量が大き
いのは、凸部による積層体の端部の変形が大きく、この
変形によるパターンのずれが大きくなるものと考えられ
る。また、凸部の高さが積層体の圧着後の総厚みに対し
て１５％を超える場合には、凸部によって積層体にでき
る溝が深くなりすぎて、切り欠き効果となって収縮応力
が溝部分に集中し、積層体に割れが生じるものと考えら
れる。

【００２２】なお、凸部１８としては、図６（Ａ）
（Ｂ）に示すように、下金型１４のシート積層部１６の
周縁部に沿って断続した溝状に配置してもよい。さら
に、図７（Ａ）（Ｂ）に示すように、鉤状の凸部１８を
形成してもよい。

【００２３】（第２の実施形態）図８（Ａ）は第２の実
施形態の下金型を示す斜視図であり、図８（Ｂ）はその
平面図である。下金型１４は、図８（Ａ）（Ｂ）に示す
ように、第１の実施形態と同様のシート積層部１６を備
える。このシート積層部１６が、セラミックグリーンシ
ート１０を積層するための積層部となる。この例におい
てもセラミックグリーンシート１０をあらかじめ必要枚
数積み重ねたものを積層部１６に装填してもよい。下金
型１４のシート積層部１６の周辺部には、中央部よりも
表面粗さの粗い粗面２６が形成される。シート積層部１
６の粗面２６と中央部との境界は段差無く面一に形成さ
れる。なお、図８において、Ｌ１はシート積層部１６の
一辺の長さ、Ｌ５はシート積層部１６の周辺部における
粗面２６の周縁部から内側（中央部寄り）への幅長を示
す。

【００２４】そして、下金型１４のシート積層部１６上
に、複数のセラミックグリーンシート１０が第１の実施
形態と同様に積層され、上金型２２によってセラミック
グリーンシート１０の積層体２４が圧着される。このと
き、セラミックグリーンシートの積層体２４の周辺部は
粗面２６を埋めるように塑性変形し、積層体２４の周辺
部と粗面２６との密着度が上がるので、積層体２４の収
縮が抑制される。そのため、圧着後においても、下方に
あるセラミックグリーンシート１０の収縮応力による積
層体２４の変形が抑えられる。

【００２５】この第２の実施形態の方法によっても、圧
着後の積層体２４の変形が抑えられ、積層体２４をカッ
トして焼成することにより得られたチップの内部電極が
位置ずれの少ないものとなるため、良好な特性を有する
積層セラミックコンデンサを得ることができる。

【００２６】（実施例２）実施例１と同様にセラミック
グリーンシートを準備した。下金型１４は、一辺の長さ
Ｌ１が２００ｍｍの正方形のシート積層部１６の周辺部
に幅長Ｌ５が５ｍｍの粗面２６を備えるものを準備し
た。粗面２６の１０点平均表面粗さＲｚは、表２に示す
９種類とした。そして、シート積層部１６上にセラミッ
クグリーンシートを積層して積層体２４を形成し、実施
例１と同様にパターン電極のずれを測定した。その結果
を表２に併せて示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２から、粗面の表面粗さＲｚが２０μｍ
から３００μｍの範囲で本願発明の目的とする効果が得
られることがわかる。粗面の表面粗さが２０μｍ未満の
場合、パターンのずれ量が大きいのは、粗面による積層
体の端部の変形が少なく、収縮応力に対抗することがで
きないためであると考えられる。また、粗面の表面粗さ
が３００μｍを超える場合には積層体にできる凹凸が大
きくなりすぎて、収縮応力が積層体の表面を粗くした部
分と中央の平滑部分との境界に集中するので積層体に割
れが生じやすくなるものと考えられる。

【００２９】なお、本願発明に係る製造方法は、積層セ
ラミックコンデンサに限らず、他のあらゆる積層型電子
部品を製造するときに応用することができる。

【００３０】

【発明の効果】本願発明によれば、セラミックグリーン
シートの収縮応力による積層体の変形を抑えることがで
き、内部に形成された電極用のパターンの位置ずれを抑
えることができる。したがって、圧着された積層体をカ
ットして焼成することにより、ほぼ所定の位置に内部電
極が形成されたチップを得ることができる。このような
チップを用いることにより、良好な特性を有するチップ
型電子部品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層セラミックコンデンサを作製するためのセ
ラミックグリーンシートを示す斜視図である。

【図２】本願に係る発明の方法に用いられる下金型の一
例を示す斜視図である。

【図３】（Ａ）は図２に示す下金型に枠部材を取り付け
た状態を示す平面図であり、（Ｂ）は線Ｂ−Ｂにおける
断面図解図である。

【図４】図３に示す下金型に図１に示すセラミックグリ
ーンシートを積層し、上金型で圧着する様子を示す図解
図である。

【図５】実施例において測定するパターンのずれを示す
図解図である。

【図６】（Ａ）は図２に示した下金型の変形例を示す平
面図であり、（Ｂ）は線Ｂ−Ｂにおける断面図解図であ
る。

【図７】（Ａ）は図２に示した下金型の他の変形例を示
す平面図であり、（Ｂ）は線Ｂ−Ｂにおける断面図解図
である。

【図８】（Ａ）はこの発明の方法に用いられる下金型の
別の例を示す斜視図であり、（Ｂ）はその平面図であ
る。

【図９】従来の方法でセラミックグリーンシートの積層
体を圧着する様子を示す図解図である。

【図１０】従来の方法で圧着した積層体の変形の様子を
示す図解図である。

【図１１】セラミックグリーンシートの位置ずれを抑え
るために提案された方法に用いられる金型を示す図解図
である。

【図１２】セラミックグリーンシートの積層体の圧着時
における伸びを抑えるために提案された方法を示す図解
図である。

【図１３】セラミックグリーンシートの積層体の圧着時
における伸びを抑えるために提案された他の方法を示す
図解図である。

【符号の説明】

１０セラミックグリーンシート１２パターン１４下金型１４ａ段差部１６シート積層部１８凸部２０枠部材２２上金型２４積層体２６粗面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者細川孝夫京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内 (72)発明者米田康信京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内Ｆターム(参考） 4G030 AA10 AA16 BA09 CA08 GA19 4G055 AA08 AB01 AC09 BA22 5E001 AB03 AH01 AH05 5E082 AB03 BC40 EE35 FG06 FG26 MM22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下金型と上金型との間に複数のセラミッ
クグリーンシートを積層する工程と、前記下金型と前記
上金型とによって前記セラミックグリーンシートを圧着
する工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法に
おいて、前記下金型の前記セラミックグリーンシート積層部の周
辺部の周縁部より内側に、前記セラミックグリーンシー
トの厚み方向へ突き出た凸部が形成されていることを特
徴とする、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】前記凸部は前記セラミックグリーンシー
ト積層部の周辺部に沿って連続的に延びる線状に形成さ
れている、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の
製造方法。
【請求項３】前記凸部は前記セラミックグリーンシー
ト積層部の周辺部に沿って複数断続的に形成されてい
る、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方
法。
【請求項４】前記凸部の突出高さは、積層体の圧着後
の厚みの１％〜１５％である、請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方
法。
【請求項５】下金型と上金型との間に複数のセラミッ
クグリーンシートを積層する工程と、前記下金型と前記
上金型とによって前記セラミックグリーンシートを圧着
する工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法に
おいて、前記下金型の前記セラミックグリーンシート積層部の周
辺部に、中央部よりも表面粗さの粗い面が形成されてい
ることを特徴とする、積層セラミック電子部品の製造方
法。
【請求項６】前記表面粗さの粗い面の１０点平均表面
粗さが２０〜３００μｍである、請求項５に記載の積層
セラミック電子部品の製造方法。