JP2002361624A - セラミックグリーンシートおよび積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

セラミックグリーンシートおよび積層セラミック電子部品の製造方法

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JP2002361624A
JP2002361624A JP2001168681A JP2001168681A JP2002361624A JP 2002361624 A JP2002361624 A JP 2002361624A JP 2001168681 A JP2001168681 A JP 2001168681A JP 2001168681 A JP2001168681 A JP 2001168681A JP 2002361624 A JP2002361624 A JP 2002361624A
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ceramic green
green sheet
laminated
ceramic
green sheets
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Kazumi Machida
一己 町田
Takeshi Takahashi
高橋  健
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Koa Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックグリーンシートの原料粉体の粒径
が微細化し比較的低温での焼結が可能となっても、積層
圧着時の気泡の巻き込みという問題を解決することがで
きる、通気性を有するセラミックグリーンシート、およ
び該シートを用いた積層セラミックチップ部品の製造方
法を提供する。 【解決手段】 セラミックグリーンシート上に導電層を
形成し、あるいは導電層を形成しないまま、得られた複
数のセラミックグリーンシートを積層・圧着し、部品単
位に切断し、焼成する積層セラミック電子部品の製造に
用いられるセラミックグリーンシートであって、積層・
圧着されるセラミックグリーンシート2の全部または一
部が、積層・圧着時に層間に巻き込んだ気泡を除去する
ための通気孔3を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミック電
子部品の製造工程に用いられるセラミックグリーンシー
トに関するもので、特に複数のシートを積層し、圧着す
る工程におけるセラミックグリーンシートの技術的改良
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、セラミックグリーンシートは、
原料粉体にビヒクルと呼ばれる結合材樹脂、可塑剤、分
散剤、消泡剤、溶剤等の混合液を加え、ボールミルやビ
ーズミル等で練り合わせてスラリー状にし、これをドク
ターブレード、リバースコーター等を用いて支持体とな
るポリエチレンテレフタレート等の有機フィルム(以
下、キャリアフィルムと呼ぶ)上に、製品の製造条件に
応じて1.0〜100μmの厚さに成形したものである。
【0003】このようにして得られたセラミックグリー
ンシートは積層セラミック電子部品の製造に用いられ
る。積層セラミック電子部品の製造工程は次の通りであ
る。セラミックグリーンシートは金型プレス等により所
定の大きさに打ち抜かれ、上下層のこれらの各種のセラ
ミックグリーンシート上の電極を接続して回路素子を形
成するようにスルーホールがレーザパンチまたは機械的
パンチを用いて形成される。次の工程においてそれぞれ
の用途にあわせて所定の位置に厚膜電極をスクリーン印
刷等の方法により印刷し、表面に電極パターンを形成す
る。そして、所定の内部回路になるように積層し、各セ
ラミックグリーンシート層間の密着状態を形成するた
め、一定の温度・圧力条件でホットプレス、静水圧プレ
ス等を用いて圧着する。さらに、このように積層、圧着
されたセラミックグリーンシートの積層体は個々の製品
のチップサイズに切断される。ここで積層セラミックチ
ップ部品の焼成前の中間製品となる。
【0004】この中間製品は、未焼成チップ中の、樹脂
や溶剤を構成している揮発成分の除去を目的とした乾燥
工程等を経た後、焼成されてセラミック焼結体となる。
スクリーン印刷により形成された厚膜ペーストによるパ
ターンも同時に焼成されてメタルグレーズによる電極が
形成される。更に、外部電極等を形成して電子部品とす
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】セラミックグリーンシ
ートは、引っ張り強度、寸法安定性、熱圧着性、乾燥性
等に優れた物性を示すと同時に、焼成工程において電子
部品として必要な焼結強度を発現しなければならない。
原料粉体の粒径を1.0〜10μm程度に小さくすると、セ
ラミックグリーンシートの焼成温度を700〜900℃という
比較的低温で行うことができる。焼成温度を低下させる
と一般に焼結強度が落ちるが、焼結強度は原料粉体の粒
度を細かくするほど増すので、このような場合は焼結強
度を保持することができる。
【0006】しかしながら、粒径の小さい原料粉体を用
いた場合には、形成されたセラミックグリーンシート内
部における原料粉体の充填が密になって、通気性が十分
に確保できず、この結果圧着工程において、図1に示す
ように気泡を巻き込むという問題がある。気泡が巻き込
まれると、層間の密着性を低下させるので、電極パター
ンの積層ずれや層間剥離などの不良の原因となりやす
い。従来のこのような場合は、成形助剤である結合材や
可塑剤を工夫し密着性の改善を図っていたが、通気性の
問題は依然未解決のまま残されていた。
【0007】本発明は上記事情に鑑み為されたもので、
セラミックグリーンシートの原料粉体の粒径が微細化し
比較的低温での焼結が可能となっても、積層圧着時の気
泡の巻き込みという問題を解決することができる、通気
性を有するセラミックグリーンシート、および該シート
を用いた積層セラミックチップ部品の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の、本発明の第1の態様は、セラミックグリーンシート
上に導電層を形成し、あるいは導電層を形成しないま
ま、得られた複数のセラミックグリーンシートを積層・
圧着し、部品単位に切断し、焼成する積層セラミック電
子部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートで
あって、積層・圧着されるセラミックグリーンシートの
全部または一部が、前記積層・圧着時に層間に巻き込ん
だ気泡を除去するための通気孔を備えたことを特徴とす
るセラミックグリーンシートである。
【0009】上記本発明によれば、セラミックグリーン
シート上に適当な間隔で通気用の孔を備えることによ
り、気泡の近傍に通気孔が存在することになり、積層・
圧着時に気泡が逃げやすくなってセラミックグリーンシ
ート相互間の密着性が改善される。
【0010】本発明においては、前記通気孔が、積層・
圧着された前記セラミックグリーンシートの積層体の切
断工程において、その切断線上に位置するように、あら
かじめセラミックグリーンシート上に配置されているこ
とが好ましい。
【0011】このように配置することにより、セラミッ
クグリーンシートの積層体の製造の段階では必要である
が、最終製品である電子部品としては不要なセラミック
グリーンシート内の通気孔を製品中に残さなくて済む。
【0012】また、本発明においては、前記通気孔が、
積層されたシートの切断工程において、切断用の刃の幅
よりも小さい孔径を有することが好ましい。通気孔を切
断線上に配置し、かつ切断用の刃の幅よりも小さい孔径
とすることによって、セラミックグリーンシート内に形
成された通気孔は電子部品単位に切断されるときに完全
に削り取られ、通気孔の痕跡を製品内に残さない。
【0013】本発明の他の態様は、セラミックグリーン
シートに通気孔を形成し、前記セラミックグリーンシー
ト上に導電層を形成し、あるいは導電層を形成しないま
ま、得られた複数のセラミックグリーンシートを積層・
圧着し、その際に層間に巻き込んだ気泡を前記通気孔を
通して逃がし、前記セラミックグリーンシートの積層体
を部品単位に切断し、焼成してセラミック焼結体チップ
を形成す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。本発明の通気孔を備えたセラミックグ
リーンシートを経由して電子部品を製造することによ
り、気泡の巻き込みがなく、従って圧着性がよく、積層
ずれ、層間剥離のない優れた電子部品を製造することが
できる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図2ないし図5を参照して説明する。図2は、本発
明のセラミックグリーンシートを経由して積層セラミッ
ク電子部品を製造する工程のフロー図である。
【0015】絶縁体、誘電体、磁性体などの原料粉体
(粒径0.1〜10μm)100重量部に対して結合材樹脂8〜1
6重量部、フタル酸エステル系可塑剤1〜8重量部、脂肪
酸エステル系分散剤0.1〜2重量部、消泡剤0〜1重量部お
よび溶剤50〜150重量部を加え、ボールミルで10〜25時
間混合して有機ビヒクルと原料粉体との混合物を形成す
る(工程1)。この混合物を0.01〜0.001MPの圧力にお
いて5〜15分間攪拌脱泡し、得られたスラリーについ
て、ドクターブレードおよびリバースコーターを用い
て、PETフィルム等のキャリアフィルム上に1〜100μ
mの厚さのセラミックグリーンシート2を形成する(工
程2)。
【0016】形成したセラミックグリーンシートは金型
プレスにより定型に打ち抜いた後、機械式パンチまたは
レーザーパンチを用いて、図3に示すように、セラミッ
クグリーンシート積層体をチップに切断する予定切断線
に沿ってキャリアフィルムと一体に通気孔3をさん孔す
る(工程3)。ここで、さん孔の間隔は100〜1000μm
程度、孔径は80μmφ程度が好適である。
【0017】さん孔の済んだ通気孔3を備えた加工シー
ト2は、必要に応じて接続用のスルーホールを所定位置
に形成し、更に導体ペーストをスクリーン印刷して導電
層パターン6(図4)を必要に応じて形成する。このよ
うにして作成した複数のセラミックグリーンシートを所
定の内部回路を構成するように積層圧着する。通気孔を
備えたセラミックグリーンシートを複数枚、圧着のため
に積層した状態を図4に模式的に示す。なお、図示の例
ではすべてのセラミックグリーンシート5の層に通気孔
4を備えているが、必ずしもすべての層に通気孔を設け
ることは必要でなく、特に気泡の出やすい層にのみ設け
るようにしてもよい。通気孔4は、予定切断線上に整列
する。この状態に積層されたセラミックグリーンシート
5を静水圧プレスまたは金型プレスを用いて、40〜80
℃、100〜500kgf/cmの圧力下で5〜60秒間圧着する
(工程4)。
【0018】積層・圧着されたセラミックグリーンシー
トの積層体は、図5に示すようにブレード厚100μmの
回転ブレード7を用いて切断線に沿って切断し、所定の
サイズのチップとする(工程5)。切断後のセラミック
グリーンシート積層体チップ(未焼成チップ)を乾燥
し、700〜900℃で焼成を行いセラミックス焼結体を得る
(工程6)。そして、外部電極を形成し、必要に応じて
マーキング等を施し、積層セラミックチップ部品が完成
する。
【0019】これらの実施例から得られた結果は以下の
通りである。 一般に従来の通気孔を形成しないセラミックグリーン
シートにおいては、1平方インチ当たり100mlの空気が
通過する時間は数100秒〜数1000秒を要するのに対し、
本発明のセラミックグリーンシートでは20秒以下であっ
た。 従来の通気孔を形成しないセラミックグリーンシート
においては、95%の積層体に気泡の巻き込みが見られた
のに対し、本発明では、積層体に気泡の巻き込みが見ら
れなかった。 得られたセラミック焼結体チップの端面を観察したと
ころ、本発明のセラミックグリーンシートを用いた焼結
体に通気孔の痕跡は、500個中1個も確認されなかっ
た。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、セラミックグリーンシ
ートの積層・圧着時に空気の巻き込みを防止できるの
で、層間の接合性が改善される。従って、電極パターン
の積層ずれ、層間剥離を防止することが出来、積層セラ
ミックチップ部品の品質向上および生産性の向上を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】セラミックグリーンシートの積層体が空気を巻
き込んだ状態を示す概念図である。
【図2】本発明の積層セラミック電子部品の製造工程を
示すフロー図である。
【図3】本発明のセラミックグリーンシートを切断予定
線に沿って、通気孔をさん孔した状態を示す平面図であ
る。
【図4】本発明の複数のセラミックグリーンシートを積
層した状態を示す図である。
【図5】本発明のセラミックグリーンシートの積層体
を、回転ブレードで切断する状態を示す図である。
【符号の説明】
1 気泡 2,5 セラミックグリーンシート 3 予定切断線(通気孔) 4 通気孔 6 導電層(導電ペースト) 7 回転ブレード
フロントページの続き Fターム(参考) 4G052 DA02 DB01 DB10 DC05 DC06 4G055 AA08 AC01 AC09 BB05 BB12 5E082 AB03 BC40 FG06 FG26 FG52 LL01 LL02 LL03 MM22

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックグリーンシート上に導電層を
    形成し、あるいは導電層を形成しないまま、得られた複
    数のセラミックグリーンシートを積層・圧着し、部品単
    位に切断し、焼成する積層セラミック電子部品の製造に
    用いられるセラミックグリーンシートであって、 積層・圧着されるセラミックグリーンシートの全部また
    は一部が、前記積層・圧着時に層間に巻き込んだ気泡を
    除去するための通気孔を備えたことを特徴とするセラミ
    ックグリーンシート。
  2. 【請求項2】 前記通気孔が、積層・圧着された前記セ
    ラミックグリーンシートの積層体の切断工程において、
    その切断線上に位置するように、あらかじめセラミック
    グリーンシート上に配置されていることを特徴とする請
    求項1記載のセラミックグリーンシート。
  3. 【請求項3】 前記通気孔が、積層されたシートの切断
    工程において、切断用の刃の幅よりも小さい孔径を有す
    ることを特徴とする請求項2記載のセラミックグリーン
    シート。
  4. 【請求項4】 セラミックグリーンシートに通気孔を形
    成し、前記セラミックグリーンシート上に導電層を形成
    し、あるいは導電層を形成しないまま、得られた複数の
    セラミックグリーンシートを積層・圧着し、その際に層
    間に巻き込んだ気泡を前記通気孔を通して逃がし、前記
    セラミックグリーンシートの積層体を部品単位に切断
    し、焼成してセラミック焼結体チップを形成することを
    特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記通気孔が、積層・圧着される前記セ
    ラミックグリーンシートの積層体の切断工程においてそ
    の切断線上に位置するように、あらかじめセラミックグ
    リーンシート上に配置され、前記通気孔の孔径は前記切
    断線の幅よりも小さく、切断工程後に前記通気孔の跡が
    残らないことを特徴とする請求項4記載の積層セラミッ
    ク電子部品の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005051072A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Tdk Corp セラミック電子部品の製造方法
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JP2009141143A (ja) * 2007-12-06 2009-06-25 Tdk Corp 積層型電子部品の製造方法
US7799409B2 (en) 2007-08-08 2010-09-21 Tdk Corporation Ceramic green sheet structure and method for manufacturing laminated ceramic electronic component

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