JP2004296937A - セラミックグリーンシートの積層方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドリングによるセラミックグリーンシートの支持フィルムからの剥離を防ぎつつ、転写工程におけるセラミックグリーンシートからの支持フィルムの剥離が確実に行われることにより、セラミックグリーンシートの破損や変形を防ぐことができるとともに、生産性を向上できるセラミックグリーンシートの積層方法を提供する。
【解決手段】（ａ）支持フィルム２０上に形成されたセラミックグリーンシート２を支持台板２３（被積層体）上に搬送する搬送工程と、（ｃ）支持フィルム２０側から加圧加熱することにより、セラミックグリーンシート２を支持台板２３に転写する転写工程と、（ｄ）支持フィルム２０のみを剥離する剥離工程を繰り返すことにより、（ｅ）大型積層体を形成するセラミックグリーンシート２の積層方法において、（ｂ）セラミックグリーンシート２が形成された支持フィルム２０に貫通孔２１を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートの積層方法に関するものであり、特に積層セラミック電子部品を製造するために実施されるセラミックグリーンシートの積層方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
代表的な積層セラミック電子部品である積層セラミックコンデンサは、積層体と、積層体の一対の端面に形成した外部電極とから構成されている。また、積層体は、複数の誘電体層と一対の内部電極とが積層されて構成されている。さらに、一方の外部電極は、積層体の一方の端面に露出する内部電極に電気的に接続している。また、他方の外部電極は、積層体の他方の端面に露出する内部電極に電気的に接続している。
【０００３】
積層セラミックコンデンサの製造方法は、誘電体層となるセラミックグリーンシートを形成し、このセラミックグリーンシートと内部電極となる内部電極パターンとが交互に積層してなる大型積層体を形成する。次に、この大型積層体を各素子領域に切断し、焼成処理して積層体を形成する。そして、積層体の端面に、一対の外部電極を形成する。
【０００４】
このような積層セラミックコンデンサにおいて、大きな静電容量を得ようとする場合、内部電極間の距離を小さくするとともに、所定の寸法範囲内において内部電極の積層数を増大させるために、できるだけ薄いセラミックグリーンシートを用いることが有利である。
【０００５】
このように、薄いセラミックグリーンシートを積層する場合、積層時のハンドリングが難しく、しわが生じたり、積層ずれが生じるという問題点があった。
【０００６】
そこで、支持フィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを支持台板（被積層体）上に搬送する搬送工程と、支持フィルム側から加圧加熱することにより、セラミックグリーンシートを支持台板に転写する転写工程と、支持フィルムのみを剥離する剥離工程を繰り返すことにより、大型積層体を形成するセラミックグリーンシートの積層方法が用いられている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２２１６５号公報（２頁、図１１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記セラミックグリーンシートの積層方法によれば、支持フィルムのみを剥離する際に、支持フィルム−セラミックグリーンシート間の剥離強度が支持台板上に積層されたセラミックグリーンシート間の剥離強度に比べて十分小さくないと、支持フィルムを確実に剥離することができず、セラミックグリーンシートの一部が支持フィルムにくっついた状態で剥離が行われ、セラミックグリーンシートに破損や変形が生じるという問題点があった。特に、セラミックグリーンシート同士の剥離強度に比べて、内部電極パターンの剥離強度は小さいため、取り個数増大のために、セラミックグリーンシート上に内部電極パターンの面積の割合を大きくした場合、上記支持フィルムを確実に剥離することがさらに困難になっていた。
【０００９】
また、上記支持台板上に積層されたセラミックグリーンシート間の剥離強度を大きくするためには、転写を高温高圧下で行う必要があり、セラミックグリーンシートの伸びが生じやすくなることにより、エンドマージンやサイドマージンが小さくなってしまうことから、取り個数増大には限界があった。さらに、転写後に支持フィルムを確実に剥離するためには、支持フィルムを冷却する必要があり、冷却時間が追加されることにより、生産性低下の原因となっていた。
【００１０】
一方、支持フィルムとセラミックグリーンシート間の剥離強度を小さくするために、支持フィルムの離型性を高くする方法が考えられるが、支持フィルムの離型性が高すぎると、内部電極パターンの形成などのセラミックグリーンシートのハンドリングにより、セラミックグリーンシートが支持フィルムから剥離してしまうという問題点があった。特に、セラミックグリーンシートが形成された支持フィルムをロール状に巻き取って取り扱う場合、再度巻き出す際に、セラミックグリーンシートが支持フィルムの裏面に張り付いて剥離してしまうという不具合が発生していた。
【００１１】
本発明は、上述の問題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、ハンドリングによるセラミックグリーンシートの支持フィルムからの剥離を防ぎつつ、転写工程におけるセラミックグリーンシートからの支持フィルムの剥離が確実に行われることにより、セラミックグリーンシートの破損や変形を防ぐことができるとともに、生産性を向上できるセラミックグリーンシートの積層方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、支持フィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを被積層体上に転写する工程、前記支持フィルムのみを剥離する工程を繰り返すセラミックグリーンシートの積層方法において、
前記セラミックグリーンシートが形成された支持フィルムに、該支持フィルムの剥離前に、該支持フィルムとセラミックグリーンシートとの界面に気体を導入する貫通孔を形成することを特徴とするセラミックグリーンシートの積層方法である。
【００１３】
また、前記被積層体は、支持台板、該支持台板上に載置されたセラミックグリーンシート、あるいは前記支持台板上に載置されたセラミックグリーンシート及び内部電極パターンのいずれかである。
【００１４】
【作用】
本発明によれば、支持フィルム上にセラミックグリーンシートを形成した後、被積層体に該セラミックグリーンシートを転写し、支持フィルムを剥離するまでの間に、セラミックグリーンシートが形成された支持フィルムに貫通孔を形成するため、支持フィルムのみを剥離する際に、支持フィルムとセラミックグリーンシートの間に貫通孔から空気が入り込み、空気膜を形成することから、支持フィルムを押すように働く大気圧を小さくすることができる。このため、支持フィルムとセラミックグリーンシートとの界面の剥離強度を小さくすることができ、転写工程後のセラミックグリーンシートからの支持フィルムの剥離が確実に行われ、セラミックグリーンシートの破損や変形を防ぐことができる。ここで、支持フィルムに貫通孔を形成する前は、支持フィルムとセラミックグリーンシートは密着しているため、ハンドリングによるセラミックグリーンシートの支持フィルムからの剥離が問題になることはない。
【００１５】
また、転写工程を従来に比べて低温低圧下で行うことができるため、セラミックグリーンシートの伸びにより、エンドマージンやサイドマージンが小さくなってしまうことを防止でき、取り個数を増大できるとともに、支持フィルムを冷却する時間を短縮できることから、生産性を向上させることができる。ここで、搬送工程、転写工程、転写工程後剥離工程前のいずれかにおいて、セラミックグリーンシートが形成された支持フィルムに貫通孔を形成するため、これらの工程と貫通孔の形成が同時に行われるように調節することにより、上記貫通孔の形成が追加されても、生産性が低下することはない。また、転写工程と同時に貫通孔を形成することにより、貫通孔を形成する機構を別途設ける必要がないため、簡単且つ安価な工程となる。一方、転写工程後剥離工程前に貫通孔を形成することにより、支持フィルムに貫通孔を形成する際に発生した切断屑が、転写時にセラミックグリーンシートに付着し、セラミックグリーンシート間にかみ込まれるという問題点を解決できる。
【００１６】
また、本発明は、被積層体が、支持台板、支持台板上に載置されたセラミックグリーンシート、あるいは支持台板上に載置されたセラミックグリーンシート及び内部電極パターンのいずれかである場合に有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセラミックグリーンシートの積層方法を図面に基づいて説明する。
【００１８】
代表的な積層セラミック電子部品として、積層セラミックコンデンサを用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明のセラミックグリーンシートの積層方法を示す断面図であり、（ａ）支持フィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを被積層体上に搬送する搬送工程、（ｂ）支持フィルムに貫通孔を形成する工程、（ｃ）セラミックグリーンシート及び内部電極パターンを支持台板上に転写する転写工程、（ｄ）支持フィルムのみを剥離する剥離工程、（ｅ）形成された大型積層体である。図２は、本発明のセラミックグリーンシートの積層方法を用いた積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は縦断面図である。
【００２０】
図２（ａ）において、積層セラミックコンデンサ１０は、積層体１と、積層体１の一対の端面に形成した外部電極５、６とから構成されている。この積層体１は、図２（ｂ）に示すように、複数の誘電体層２と一対の内部電極３、４とが積層されて構成されている。また、一方の外部電極５は、積層体１の一方の端面に露出する内部電極３に電気的に接続している。また、他方の外部電極６は、積層体１の他方の端面に露出する内部電極４に電気的に接続している。
【００２１】
次に、本発明の積層セラミックコンデンサ１０の製造方法について、図を用いて説明する。なお、符号は、焼成の前後で区別しないことにする。
【００２２】
まず、図１（ａ）に示すように、まず、支持フィルム（キャリアフィルム）２０上にセラミックスラリを塗布して、誘電体層となるセラミックグリーンシート２を形成する。支持フィルム２０の材料としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などが用いられる。また、支持フィルム２０の厚みは５〜１００μｍ、好ましくは２０〜５０μｍの範囲にあることが望ましい。すなわち、支持フィルム２０の厚みが５μｍ未満である場合、形成されたセラミックグリーンシート２を安定な状態で搬送することが困難であり、一方、支持フィルム２０の厚みが１００μｍより大きい場合、コストが高くつくとともに、貫通孔２１を形成しにくくなる。さらに、セラミックグリーンシート２の厚みは、小型、大容量化という理由から、１．５〜４μｍであることが望ましい。
【００２３】
次に、このセラミックグリーンシート２の一方主面上に導電性ペーストを印刷して、内部電極となる内部電極パターン３、４を形成する。この内部電極パターン３、４の厚みは、０．５〜１．５μｍであることが望ましい。
【００２４】
次に、図１（ｂ）に示すように、支持フィルム２０上に形成されたセラミックグリーンシート２を支持台板２３上に搬送する搬送工程において、支持フィルム２０の上側から、支持フィルム２０に貫通孔２１を形成する。
【００２５】
貫通孔２１の径は、１００〜３００μｍ程度であることが望ましい。また、貫通孔２１は、１個形成しても良く、複数個形成しても良い。このとき、支持フィルム２０−セラミックグリーンシート２間の剥離強度を小さくするためには、内部電極パターン３、４が複数個形成されたセラミックグリーンシート２の中央付近に、貫通孔２１を形成することが望ましい。また、切断線Ｃとなる部分や、切断後に積層セラミックコンデンサ１０とはならない部分に、貫通孔２１を形成することが望ましい。このことにより、貫通孔２１を形成する際に、セラミックグリーンシート２に傷をつけてしまった場合も、傷がついた部分は除去されるため、最終製品としての積層セラミックコンデンサ１０については、問題となることはない。さらに、内部電極パターン３、４を形成するためのスクリーン製版として、一部内部電極パターン３、４が形成されない部分を設け、この部分に貫通孔２１を形成するようにしても良い。このことにより、傷がついた部分が除去されるとともに、セラミックグリーンシート２の任意の部分に比較的径の大きい貫通孔２１を形成することができ、且つ貫通孔２１を形成する際の位置ずれによる問題点を解決することができる。なおこのとき、切断後に内部電極パターン３、４が形成されない未焼成状態の積層体１が形成されるが、印をつけておくことなどにより切断直後に除去しても良く、他の内部電極パターン３、４が形成された未焼成状態の積層体１と一緒に、焼成及び外部電極５、６を形成した後、特性選別により除去するようにしても良い。
【００２６】
また、貫通孔２１を形成する方法は、マイクロドリル、パンチング、レーザを用いる方法などが挙げられる。このとき、セラミックグリーンシート２の厚みが十分薄く、且つ透明な支持フィルム２０を用いた場合、支持フィルム２０の上側から内部電極パターン３、４が透けて見えるため、画像認識装置（図示せず）により内部電極パターン３、４の位置を確認しながら貫通孔２１を形成することにより、上記切断線Ｃとなる部分や、内部電極パターン３、４が形成されない部分に確実に貫通孔２１を形成することができる。
【００２７】
次に、図１（ｃ）に示すように、支持フィルム２０上に形成されたセラミックグリーンシート２及び内部電極パターン３、４を支持台板２３上に載置するとともに、支持フィルム２０側から金型２２により加圧加熱することにより、セラミックグリーンシート２を支持台板２３（被積層体）上に転写する。
【００２８】
このとき、まず積層セラミックコンデンサ１０の一方のトップマージン部となる、複数枚のセラミックグリーンシート２をあらかじめ形成しておき、支持台板２３上に載置しておく。そして、このセラミックグリーンシート２上に、支持フィルム２０上に形成されたセラミックグリーンシート２及び内部電極パターン３、４を転写していく。また、転写工程の前に、支持フィルム２０上に形成されたセラミックグリーンシート２０をあらかじめ所定の寸法に切断しておく。
【００２９】
次に、図２（ｄ）に示すように、支持台板２３が下降することにより、支持台板２３上に転写されたセラミックグリーンシート２から支持フィルム２０のみを剥離する。
【００３０】
このとき、支持フィルム２０とセラミックグリーンシート２の間に貫通孔２１から空気が入り込み、空気膜を形成することから、支持フィルム２０を押すように働く大気圧を小さくすることができる。このため、支持フィルム２０−セラミックグリーンシート２間の剥離強度を小さくすることができ、転写後のセラミックグリーンシート２からの支持フィルム２０の剥離が確実に行われ、セラミックグリーンシート２の破損や変形を防ぐことができる。ここで、支持フィルム２０に貫通孔２１を形成する前は、支持フィルム２０とセラミックグリーンシート２は密着しているため、ハンドリングによるセラミックグリーンシート２の支持フィルム２０からの剥離が問題になることはない。
【００３１】
また、転写工程を従来に比べて低温低圧下で行うことができるため、セラミックグリーンシート２の伸びにより、エンドマージンやサイドマージンが小さくなってしまうことを防止でき、取り個数を増大できるとともに、支持フィルム２０を冷却する時間を短縮できることから、生産性を向上させることができる。ここで、搬送工程、転写工程、転写工程後剥離工程前のいずれかにおいて、セラミックグリーンシート２が形成された支持フィルム２０に貫通孔２１を形成するため、これらの工程と貫通孔２１の形成が同時に行われるように調節することにより、上記貫通孔２１の形成が追加されても、生産性が低下することはない。
【００３２】
また、本発明は、被積層体が、支持台板２３、支持台板２３上に載置されたセラミックグリーンシート２、あるいは支持台板２３上に載置されたセラミックグリーンシート２及び内部電極パターン３、４のいずれかである場合に有効である。
【００３３】
さらに、図１（ｂ）〜（ｄ）の工程を繰り返した後、他方のトップマージン部となる複数枚のセラミックグリーンシート２を積層し、静水圧プレスなどにより転写時より高温・高圧下で加圧加熱することにより、図１（ｅ）に示すような大型積層体１１を形成する。
【００３４】
この後、この大型積層体１１を切断線Ｃにより各素子領域毎に切断して、未焼成状態の積層体１を得る。
【００３５】
さらに、この未焼成状態の積層体１を所定の雰囲気及び温度条件下で焼成して、積層体１を得る。この積層体１は、複数の誘電体層２と内部電極３、４とが積層されているとともに、一対の端面に内部電極３、４が露出している。
【００３６】
次に、外部電極となる導体膜５、６を積層体１の一対の端面にディップ法により形成する。さらに、導体膜は、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成、外部電極５、６を形成する。そして、外部電極５、６表面にＮｉメッキ／Ｓｎメッキを形成する。
【００３７】
このようにして、図１に示すような積層コンデンサ１０が得られる。
【００３８】
なお、本発明は上記の実施の形態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。
【００３９】
例えば、上記実施の形態では、本発明を積層セラミックコンデンサの製造方法に用いた例について説明したが、本発明は、他の電子部品や、半導体部品などの他のセラミック電子部品にも適用できる。
【００４０】
図３は、本発明のセラミックグリーンシートの他の実施形態を示す図である。図のように、支持フィルム２０上に内部電極パターン３、４を形成した後、セラミックスラリーを塗布する方法などにより、この内部パターン３、４を覆うようにセラミックグリーンシート２を形成し、この内部電極パターン３、４及びセラミックグリーンシート２を支持台板２３上に転写するようにしても良い。このことにより、支持フィルム２０上に内部電極パターン３、４が形成していない部分を埋めるように、セラミックグリーンシート２が形成されるため、得られる積層セラミックコンデンサ１０の内部電極３、４の有無による段差を緩和することができる。また、支持フィルム２０とセラミックグリーンシート２の間に内部電極パターン３、４が形成されているため、画像認識装置により内部電極パターン３、４の位置を確認しながら貫通孔２１を形成しやすくなるという効果もある。
【００４１】
図４は、本発明のセラミックグリーンシート２の積層方法のさらに他の実施形態を示す図である。図のように、セラミックグリーンシート２を支持フィルム２０側から加圧加熱する際に、金型２２に突起部２２ａを設け、この突起部２２ａにより支持フィルム２０に貫通孔２１を形成するようにしても良い。このことにより、支持フィルム２０に貫通孔２１を形成する機構を別途設ける必要がないため、簡単且つ安価な工程となる。
【００４２】
図５は、本発明のセラミックグリーンシート２の積層方法のさらに他の実施形態を示す図である。図のように、セラミックグリーンシート２及び内部電極パターン３、４を支持台板２３上に転写する工程の後で、支持フィルム２０に貫通孔２１を形成するようにしても良い。このことにより、支持フィルム２０に貫通孔２１を形成する際に発生した切断屑が、転写時にセラミックグリーンシート２に付着し、セラミックグリーンシート２間にかみ込まれるという問題点を解決できる。
【００４３】
また、図１、３〜５のセラミックグリーンシートの積層方法において、支持フィルム２０上にセラミックグリーンシート２及び内部電極パターン３、４を複数層形成した後、支持台板２３上に一度に転写するようにしても良い。このことにより、セラミックグリーンシート２の破損や変形をさらに防止することができる。
【００４４】
図６は、本発明のセラミックグリーンシート２の積層方法のさらに他の実施形態を示す図である。図のように、（ａ）支持フィルム２０上に形成されたセラミックグリーンシート２ａを、支持フィルム２０側から仮プレスすることにより、支持台板２３上に転写する工程と、（ｂ）支持フィルム２０のみを剥離する工程と、（ｃ）転写されたセラミックグリーンシート２ａ上に導体パターン３、４を形成する工程と、（ｄ）導体パターン３、４が形成されたセラミックグリーンシート２ａ上に、別のセラミックグリーンシート２ｂを搭載する工程とを繰り返すことにより、（ｅ）大型積層体１１を配置しても良い。この製造方法によれば、積層精度が良好になり、容量ばらつきを低減できるとともに、サイドマージンやエンドマージンを小さくできることから、積層セラミックコンデンサ１０の小型化に対応できる。
【００４５】
また、上記実施の形態では、金型２２を用いて加圧加熱を行っているが、ローラを用いて加圧加熱を行うようにしても良い。このことにより、転写に必要な圧力を小さくできるとともに、圧力のばらつきを小さくでき、且つ大型積層体１１の空気のかみ込みによるデラミネーションなどの発生を防止できる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、搬送工程、転写工程、転写工程後剥離工程前のいずれかにおいて、セラミックグリーンシートが形成された支持フィルムに貫通孔を形成するため、支持フィルム−セラミックグリーンシート間の剥離強度を小さくすることができ、転写工程後のセラミックグリーンシートからの支持フィルムの剥離が確実に行われ、セラミックグリーンシートの破損や変形を防ぐことができる。ここで、支持フィルムに貫通孔を形成する前は、支持フィルムとセラミックグリーンシートは密着しているため、ハンドリングによるセラミックグリーンシートの支持フィルムからの剥離が問題になることはない。
【００４７】
また、転写工程を従来に比べて低温低圧下で行うことができるため、セラミックグリーンシートの伸びにより、エンドマージンやサイドマージンが小さくなってしまうことを防止でき、取り個数を増大できるとともに、支持フィルムを冷却する時間を短縮できることから、生産性を向上させることができる。ここで、搬送工程、転写工程、転写工程後剥離工程前のいずれかにおいて、セラミックグリーンシートが形成された支持フィルムに貫通孔を形成するため、これらの工程と貫通孔の形成が同時に行われるように調節することにより、上記貫通孔の形成が追加されても、生産性が低下することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミックグリーンシートの積層方法を示す断面図であり、（ａ）支持フィルム上に形成されたセラミックグリーンシート及び内部電極パターンを被積層体上に搬送する搬送工程、（ｂ）支持フィルムに貫通孔を形成する工程、（ｃ）セラミックグリーンシート及び内部電極パターンを支持台板上に転写する転写工程、（ｄ）支持フィルムのみを剥離する剥離工程、（ｅ）形成された大型積層体である。
【図２】本発明のセラミックグリーンシートの積層方法を用いた積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は縦断面図である。
【図３】本発明のセラミックグリーンシートの積層方法の他の実施の形態を示す断面図であり、セラミックグリーンシート及び内部電極パターンを支持台板上に転写する転写工程である。
【図４】本発明のセラミックグリーンシートの積層方法のさらに他の実施の形態を示す断面図であり、セラミックグリーンシート及び内部電極パターンを支持台板上に転写する転写工程である。
【図５】本発明のセラミックグリーンシートの積層方法のさらに他の実施の形態を示す断面図であり、（ａ）支持フィルム上に形成されたセラミックグリーンシート及び内部電極パターンを被積層体上に搬送する搬送工程、（ｂ）セラミックグリーンシート及び内部電極パターンを支持台板上に転写する転写工程、（ｃ）支持フィルムに貫通孔を形成する工程、（ｄ）支持フィルムのみを剥離する剥離工程、（ｅ）形成された大型積層体である。
【図６】本発明のセラミックグリーンシートの積層方法のさらに他の実施の形態を示す断面図であり、（ａ）セラミックグリーンシートを支持台板上に転写する転写工程、（ｂ）支持フィルムのみを剥離する剥離工程、（ｃ）セラミックグリーンシート２上に導体パターン３、４を形成する工程、（ｄ）別のセラミックグリーンシート２を転写する転写工程、（ｅ）形成された大型積層体である。
【符号の説明】
１０ 積層セラミックコンデンサ
１ 積層体
２ 誘電体層（セラミックグリーンシート）
３、４ 内部電極（内部電極パターン）
５、６ 外部電極
１１ 大型積層体
２０ 支持フィルム
２１ 貫通孔
２２ 金型
２３ 支持台板
Ｃ 切断線

Claims (2)

1. 支持フィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを被積層体上に転写する工程と前記転写したセラミックグリーンシートから支持フィルムのみを剥離する工程とを繰り返すセラミックグリーンシートの積層方法において、
   前記セラミックグリーンシートが形成された支持フィルムに、該支持フィルムとセラミックグリーンシートとの界面に気体を導入する貫通孔を形成することを特徴とするセラミックグリーンシートの積層方法。
2. 前記被積層体は、支持台板、該支持台板上に載置されたセラミックグリーンシート、あるいは前記支持台板上に載置されたセラミックグリーンシート及び内部電極パターンのいずれかであ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の積層方法。

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