JP2003136513A - セラミックシートの製造方法 - Google Patents

セラミックシートの製造方法

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JP2003136513A
JP2003136513A JP2001332431A JP2001332431A JP2003136513A JP 2003136513 A JP2003136513 A JP 2003136513A JP 2001332431 A JP2001332431 A JP 2001332431A JP 2001332431 A JP2001332431 A JP 2001332431A JP 2003136513 A JP2003136513 A JP 2003136513A
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slurry
coating film
thickness
ceramic sheet
coating
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Takumi Ushikubo
匠 牛窪
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート表面が平滑であって、ピンホールなど
の構造欠陥がなく、且つセラミックシートの密着性の低
下、デラミネーション、シートの剥離不良などの問題点
を防止したセラミックシートの製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、セラミック粉体とバインダと
溶剤とを混合したスラリーを準備するとともに該スラリ
ーを支持体Fの表面に塗布した後乾燥させて第1の塗布
膜s1を形成する工程と、第1の塗布膜s1の表面に前記
スラリーを塗布した後乾燥させて第2の塗布膜s2を形
成する工程とからなるセラミックシートSの製造方法で
あって、第2の塗布膜s2の厚みt2が第1の塗布膜s1
の厚みt1の1/4〜2/3となるようにしたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックシート
の製造方法に関し、例えば積層セラミックコンデンサの
製造等に用いるセラミックシートの製造方法に関するも
のである。 【0002】 【従来の技術】従来の積層セラミックコンデンサの製造
方法を以下に述べる。 【0003】一般に、積層セラミックコンデンサに用い
られるセラミックシートは、セラミック粉体と、バイン
ダーと称される有機結合体と、エタノールやトルエン等
の有機溶剤とを混合しスラリーを得た後、このスラリー
をリバースコーターなどの成形機を用いて支持体として
のキャリアフィルム(PET製)の上に5〜30μm程
度の肉厚に塗工することにより得られる。 【0004】これによって得られたセラミックシートの
表面に、ニッケル(Ni)や銀(Ag)−パラジウム
(Pd)等の金属ペーストを印刷して内部電極を形成
し、この内部電極が形成されたセラミックシートを積み
重ねて直方体形状の積層体を形成した後、この積層体を
1200℃以上の高温で焼成して焼結体を形成する。 【0005】さらに、この焼結体に内部電極に導通する
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
サを得ている。 【0006】ところで、近年、電子部品の小型大容量化
が進むにつれて、セラミックシートの膜厚(肉厚)も5
μm以下のものが必要となってきた。 【0007】しかし、上記製造方法によってセラミック
シートを製造した場合、膜厚を薄くするにつれて、セラ
ミックシート中のピンホールやセラミックシート表面の
表面粗さが増大するという問題が発生している。 【0008】そこで、支持体の表面に所定膜厚に第1の
スラリーを塗布して第1の温度で乾燥することで第1の
塗布膜を形成し、その後、第1の塗布膜の表面に所定膜
厚に第2のスラリーを塗布して第1の温度より低い温度
で乾燥して第2の塗布膜を形成してなるセラミックシー
トの製造方法が特開平11−144992号公報に提案
されている。 【0009】同報によれば、第2の塗布膜が第1の塗布
膜のピンホールや表面荒れの凹部に充填されるためセラ
ミックシートの表面は平滑になるものである。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記セ
ラミックシートの製造方法によれば、例えば、第1のス
ラリーと第2のスラリーに同じ溶剤を用いた場合、第1
の塗布膜の表面に形成した第2のスラリーを乾燥する際
に、第2のスラリー中の溶剤が第1の塗布膜のバインダ
ーを溶解してしまい、第1の塗布膜の厚み方向全域に達
すると均一に分散していたバインダーが再度凝集し、セ
ラミックシート同士の密着性が低下したり、脱バイが不
均一になることによりデラミネーションの発生を招く問
題があった。また、第2のスラリー中の溶剤が、第1の
塗布膜と支持体の界面に浸透することにより、界面にお
いて凝集が起こるため、シートの剥離不良を招く問題が
あった。 【0011】さらに、第1のスラリーと第2のスラリー
を異なる温度で乾燥するため、乾燥炉の数が増大し、設
備にかかるコストが高く付くという問題点があった。 【0012】本発明は、上記課題に鑑みて達成されたも
のであり、その目的はシート表面が平滑であって、ピン
ホールなどの構造欠陥がなく、且つセラミックシートの
密着性の低下、デラミネーション、シートの剥離不良な
どの問題点を防止したセラミックシートの製造方法を提
供することである。 【0013】 【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック粉
体とバインダと溶剤とを混合したスラリーを準備すると
ともに該スラリーを支持体の表面に塗布した後乾燥させ
て第1の塗布膜を形成する工程と、該第1の塗布膜の表
面に前記スラリーを塗布した後乾燥させて第2の塗布膜
を形成する工程とからなるセラミックシートの製造方法
であって、前記第2の塗布膜の厚みが第1の塗布膜の厚
みの1/4〜2/3となるようにしたことを特徴とする
セラミックシートの製造方法である。 【作用】本発明のセラミックシートの製造方法によれ
ば、第2の塗布膜の厚みが第1の塗布膜の厚みの1/4
〜2/3になっている。 【0014】すなわち、第2の塗布膜の厚みを上述のよ
うな厚みとすることで、2度目に塗布するスラリーが第
1の塗布膜のピンホールや表面荒れの凹部に充填しなが
らも2度目に塗布するスラリーの上面を平滑にさせるこ
とができるだけでなく、第2の塗布膜の厚みを第1の塗
布膜の厚みよりも薄く形成しているので、2度目に塗布
するスラリー中の溶剤の絶対量が少なく、2度目に塗布
するスラリーを乾燥する際にそのスラリー中の溶剤が第
1の塗布膜の厚み方向全域に浸透することがなく、この
ため、均一に分散した最初に塗布するスラリー中のバイ
ンダーがセラミックシートと支持体との境界面付近で凝
集を起こすことが無く、セラミックシートと支持体との
密着性の低下、デラミネーション、シートの剥離不良な
どの問題点を効果的に防止したセラミックシートを得る
ことができる。 【0015】なお、第2の塗布膜の厚みが薄いほど、溶
媒の絶対量が少ないことにより溶剤の浸透が少なくな
り、一方、第1の塗布膜の厚みが厚いほど、第1の塗布
膜と支持体表面との距離が長くなり溶剤の浸透が少なく
なる。このため、溶剤の浸透によるバインダーの凝集
は、第1、第2塗布膜の厚みの絶対値によって決まるの
ではなく、両者の厚みの比率によって決まると考えられ
る。 【0016】また、第1の塗布膜と第2の塗布膜を同じ
乾燥炉で乾燥することが可能であるため、設備にかかる
コストを低減することができるという効果もある。 【0017】 【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。 【0018】図1は、本発明の一実施形態におけるセラ
ミックシートの製造装置を示す構成図である。図2は、
本発明のセラミックシートの断面図である。図3は、本
発明のセラミックシートを用いて製造された積層セラミ
ックコンデンサの断面図である。 【0019】図において、1A、1Bは直列に配置され
た第1及び第2塗工装置で、それぞれドクターブレード
やロールコータ、リバースコーター等を備えた塗工機2
A、2Bと、電熱ヒータ等の熱源を有する乾燥炉3A、
3Bとから構成されている。 【0020】図に示すように、支持体として用いられる
PET等の帯状のキャリヤフィルムFは、第1塗工装置
1A内の塗工機2Aから乾燥炉3Aを通過した後、第2
塗工装置1B内の塗工機2Bから乾燥炉3Bに向かって
供給される。一定速度で走行するキャリヤフィルムFの
上面には、第1塗工装置1Aの塗工機2Aを通過する過
程で第1のスラリーが所定厚さ(例えば3μmの厚さ)
と所定の幅をもって塗工され、第1のスラリーは乾燥炉
3Aを通過する過程で所定温度(例えば70℃の温度)
で乾燥され第1の塗布膜s1が半固形状に形成される。
さらにこの半固形状とされた第1の塗布膜s1の上面に
は、第2塗工装置1Bの塗工機2Bを通過する過程で第
2のスラリーが所定厚さ(例えば2μmの厚さ)と所定
幅をもって塗工され、第2のスラリーは乾燥炉3Bを通
過する過程で所定温度(例えば同じ70℃の温度)で乾
燥されて第2の塗布膜s2が形成される。この第1及び
第2塗工装置1A、1Bにおいて塗工された第1、第2
の塗布膜s1、s2全体がセラミックシートSとなる。 【0021】そして、このセラミックシートSが製造さ
れるにあたって、第2の塗工工程において第2の塗布膜
2の厚みt2が第1の塗布膜s1の厚みt1の1/4〜2
/3となるように第1の塗布膜s1上に第2のスラリー
2を塗布する。 【0022】なお、一般には、セラミックシートS全体
の厚みtは、1μm〜10μmであることが望ましい。
すなわち、この範囲においてセラミックシートSを形成
すると表面が平滑でなくピンホール等の構造欠陥がある
セラミックシートSが形成されるからである。なお、厚
みtが1μm未満になると、第2の塗布膜S2が形成し
にくくなる。 【0023】第1、第2のスラリーは従来と同様、セラ
ミック粉末と水、溶剤等の溶媒と有機バインダとを適宜
割合で混合して調製されている。 【0024】これによって得られた、誘電体層12とな
るセラミックシートSの表面に、ニッケル(Ni)や銀
(Ag)−パラジウム(Pd)等の金属ペーストを印刷
して内部電極13、14を形成し、この内部電極13、
14が形成されたセラミックシートを積み重ねて直方体
形状の積層体本体11を形成した後、この積層体本体1
1を1200℃以上の高温で焼成する。 【0025】更に、この積層体本体11に内部電極1
3、14に導通する外部電極15、16を形成すること
により、図3に示すような積層セラミックコンデンサ2
0を得る。 【0026】なお、本発明は上記の実施の形態例に限定
されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。 【0027】例えば、本実施形態ではスラリーの2回重
ねの塗工処理を行いセラミックシートを製造したが、3
回以上の重ね処理を行ってセラミックシートを製造して
も良い。この場合、塗工処理が施されるセラミックシー
ト中のバインダー凝集を抑制が可能なスラリーの塗工量
に設定する必要がある。 【0028】また、第1、第2のスラリーを乾燥する乾
燥炉は、同一のものを用いても良い。 【0029】 【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。 【0030】本実施例では使用するセラミック粉体はB
aTiO3粉体を用いた。これに溶媒としてトルエン、
エタノールを1:1で混ぜたものに、ブチラール系バイ
ンダを10重量%混ぜ合わせ出来上がったスラリーをリ
バースコーターを用いて塗工した。 【0031】前述のように第1の塗工工程にて支持体F
上に、塗工乾燥温度を70℃として、乾燥後、第2の塗
工工程で2度目の塗工を行い、2度目の乾燥温度を70
℃として乾燥させた。第1、第2の塗布膜s1、s2の厚
みt1、t2をそれぞれ表1に示す厚みとし、セラミック
シートSを作成した。 【0032】なお、第1、第2の塗布膜s1、s2の厚み
1、t2は、接触式厚み測定器によって測定した。ま
た、第2の塗布膜s2の厚みt2は、セラミックシートS
の全体の厚みtから、第1の塗布膜s1の厚みt1を引く
ことにより算出した。 【0033】また、平滑性を測定するためにセラミック
シートSの表面粗さRaは、表面粗さ計を当てることに
よって測定した。表面粗さが0.01〜0.15μmの
範囲にあるものを良品、それ以外のものを不良品とし
た。 【0034】この後、作製した誘電体層12となるセラ
ミックシートSの上面に、ニッケル(Ni)金属を用い
て内部電極13、14となる導電ペーストを塗布してこ
れを300層積層し、所望の大きさにカットして、脱脂
処理を行なった後、焼成を行なった。出来上がった積層
体本体11の両端部に外部電極15、16を形成して、
積層セラミックコンデンサ20を得た。 【0035】積層歩留まりは、1ロット(20set)
において、積層時にズレ・しわなどが発生しなかったs
etの割合を求めた。 【0036】セラミックシート中のピンホールの発生率
の評価として、得られた積層コンデンサ20における内
部電極13、14のショート率を測定した。 【0037】積層セラミックコンデンサ20のデラミネ
ーションの発生は、試料50個を研磨して金属顕微鏡で
観察し、デラミネーションが発生しなかった場合を良品
として丸印、発生しなかった場合を不良品としてバツ印
とした。 【0038】これらの結果を表1に示す。 【0039】 【表1】 【0040】表のように、第2の塗布膜s2の厚みt2
第1の塗布膜s1の厚みt1の1/4〜2/3の範囲にあ
る本実施例(試料番号1〜2、4〜6、8〜10、1
2)では、表面粗さRaは0.01〜0.15μmとな
り、積層歩留まりは100%、ショート率は0%となっ
た。このことは、セラミックシートS全体の厚みtを3
〜6μmに変化させても同じだった。 【0041】これに対し、第2の塗布膜s2の厚みt2
第1の塗布膜s1の厚みt1の1/4未満である比較例
(試料番号3、9)では、表面粗さRaが0.15μm
より大きくなり、積層歩留まりが95%となり、内部電
極13、14のショートが発生した。これは、第2の塗
布膜s2の厚みt2が第1の塗布膜s1の表面の凹凸を埋
めるための量が不十分であるため、表面の算術平均粗さ
Raが0.15μmより大きくなったと考える。また、
このことにより積層歩留まりが低下し、セラミックシー
トSのピンホールによる内部電極13、14のショート
が発生したと考えられる。 【0042】また、第2の塗布膜s2の厚みt2が第1の
塗布膜s1の厚みt1の2/3より大きい比較例(試料番
号7、11)では、積層歩留まりが90〜95%とな
り、デラミネーションが発生した。 【0043】これは、第2のスラリー中の溶剤の絶対量
が少なく、また第1の塗布膜S1の厚みが相対的に大き
くなるため、第1の塗布膜s1と第2の塗布膜s2に同じ
溶剤を用いた場合に、第2のスラリーを乾燥すると、第
2のスラリー中の溶剤が第1の塗布膜s1中に浸透しに
くくなることによると考えられる。 【0044】 【発明の効果】本発明によれば、シート表面が平滑であ
って、ピンホールなどの構造欠陥がなく、且つバインダ
ーの分散製が良好であることにより、セラミックシート
の密着性の低下、デラミネーション、シートの剥離不良
などの問題点を防止したセラミックシートの製造方法を
提供することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施形態におけるセラミックシート
の製造装置を示す構成図である。 【図2】本発明のセラミックシートの断面図である。 【図3】本発明のセラミックシートを用いて製造された
積層セラミックコンデンサの断面図である。 【符号の説明】 S セラミックシート s スラリー F 支持体 1A 第1塗工機 1B 第2塗工機 2A、2B 塗工機 3A、3B 乾燥炉 t 厚み 20 積層セラミックコンデンサ 11 積層体本体 12 誘電体層 13、14 内部電極 15、16 外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01G 4/30 311 C04B 35/00 G Fターム(参考) 4D075 AE16 AE27 BB24Y BB24Z BB92Y BB92Z CA07 CA13 CA48 DA04 DB48 DC19 DC21 EA12 EB19 EC05 EC30 4G030 AA10 AA16 BA09 CA08 GA14 GA17 GA20 4G052 DA04 DB01 DC01 5E082 AB03 EE04 FF05 FG04 FG26 FG46 PP09

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 セラミック粉体とバインダと溶剤とを混
    合したスラリーを準備するとともに該スラリーを支持体
    の表面に塗布した後乾燥させて第1の塗布膜を形成する
    工程と、 該第1の塗布膜の表面に前記スラリーを塗布した後乾燥
    させて第2の塗布膜を形成する工程とからなるセラミッ
    クシートの製造方法であって、 前記第2の塗布膜の厚みが第1の塗布膜の厚みの1/4
    〜2/3となるようにしたことを特徴とするセラミック
    シートの製造方法。
JP2001332431A 2001-10-30 2001-10-30 セラミックシートの製造方法 Pending JP2003136513A (ja)

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