JP2004356393A

JP2004356393A - 積層セラミック電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2004356393A
Application number: JP2003152384A
Authority: JP
Inventors: Takahito Okuma; 孝仁大隈
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】セラミックグリーンシートの積層ずれにより、仮積層体の端面に凹凸が存在する場合においても、均一な圧着を可能とする積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】複数のセラミックグリーンシートを積層して仮積層体を形成するとともに、該仮積層体を静水圧プレスにて仮積層体の少なくとも積層方向に加圧することによって圧着積層体を形成し、この圧着積層体を焼成することによって積層セラミック電子部品を得る積層セラミック電子部品の製造方法において、前記仮積層体は、静水圧プレスの工程に際して、前記仮積層体の上面側及び下面側に一対の剛板をその外周部が仮積層体の外周よりも外側に延在するようにして配置させるとともに、該延在部間に、前記仮積層体を囲繞する弾性枠体を介在させ、これらを可撓性の外包体内に収納させて内部を脱気・密封した状態で静水圧プレス装置の加圧室内に投入され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とする。
【選択図】図１

Description

【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方法に関するもので、特に複数のセラミックグリーンシートを積層して得られたセラミック積層体を圧縮する工程に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックグリーンシートを積層し、一体化して構成される積層体としては、チップコンデンサ、チップインダクタ、複合部品、多層基板等多くの製品がある。これらの積層体の一般的な製造方法としては、例えば、セラミック材料のスラリーを作製し、それをドクターブレードでシート状に成形して、セラミックグリーンシートを得る。ついで、このセラミックグリーンシートに必要に応じて内部電極を形成し、そのシートを適当な大きさに切断し、そのシートに必要に応じ内部電極を形成し、そのシートを積み重ね、圧着させる。このとき、複数製品を一つのシート上に形成していく場合が多く、その後切断し、焼成されて製品となる。
【０００３】
この積層体を圧着する方法としては、金型でプレス成形する方法、静水圧プレスを用いる方法等があるが、積層体の全面に均一に圧力を加えることができる点から、近年、静水圧プレスが広く用いられている。この静水圧プレスを用いる方法としては、特許文献１に記載されている方法がある。
【０００４】
この特許文献１には、図４（ａ）に示すような、内部電極１３、１４の形成された複数のセラミックグリーンシートを積層した積層体１が開示されている。この積層体１は、耐水性に優れ、かつ、被圧着体の形状になじむゴムのような弾性体で真空包装される。このように弾性体で真空包装された積層体１が、高圧成型容器内に溜められた水の中に入れられ、静水圧により加圧される。これにより、積層体１には水圧により外周部に弾性体を介して均一な圧力が加えられる。その結果、圧着後の積層体１は、図４（ｂ）に示すように、内部電極がない部分が窪んだ状態となる。
【０００５】
【特許文献１】
特公平３−５８５２４号公報
しかしながら、特許文献１の方法によると、積層体１の全面を弾性体で囲うことにより、積層体１内部のおける密度分布のわずかな偏在に起因して、図４（ｂ）に示すように、静水圧プレスによる圧着後の積層体１の面方向が直線とはならず、積層体１の表面が反るという問題があった。このため、当該圧着後の積層体１の切断工程において、積層体１の正確な固定及び切断を行うことができず、カット歩留まりの向上を阻害する結果となっていた。
【０００６】
これに対し、上記弾性体に替えて枠体及び上下部材として剛体を用いる方法が、特許文献２に記載されている。これによると、図５（ａ）（ｂ）に示すように、内部電極の形成された複数のセラミックグリーンシートを積層した積層体１は、上下剛板２，３と周囲を囲う剛体からなる枠体４により、それらの内部に保持されている。この状態で、静水圧プレス装置に入れられて加圧される。図５（ｃ）には、静水圧プレス時における前記積層体１と枠体４との状態が示されている。ここで示されているように、枠体４が剛体からなるため、積層体１の端面に存在する凹凸１１と枠体４が接しているが、その他の部分において両者は密着していない状態となり、この状態のまま積層体１は静水圧下においてプレスされる。
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−６４３９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に積層体１は、セラミックグリーンシートを積層する際に、各々のシートがわずかにずれることにより積層体１の端面に凹凸１１が存在した状態で積層される。また、セラミックグリーンシート積層体１の上下両主面に端子カバー（図示せず）を形成する場合にも同様に凹凸１１が発生する。この場合、特許文献２の方法によると、凹凸１１が存在する状態で上下剛板２、３および剛体からなる枠体４を積層体を囲うように配置するため、積層体と枠体４との密着性が不十分な状態となっていた。そして、この状態で静水圧プレスを行うと、剛体からなる枠体４に接する凹凸１１の出っ張り部分に圧力が集中し、その他の部分を含めた積層体全体を均一にプレス出来ないため、仮プレス後に積層体に存在する凹凸１１を取る工程を別途設ける必要があり、積層体の製造方法を複雑化させ、また、製造コストの増大を引き起こしていた。
【０００９】
したがって、本発明は上述の課題に鑑み案出されたものであり、仮プレス後の仮積層体の端面に凹凸１１が存在する場合においても、均一な圧着を可能とする積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、複数のセラミックグリーンシートを積層して仮積層体を形成するとともに、該仮積層体を静水圧プレスにて仮積層体の少なくとも積層方向に加圧することによって圧着積層体を形成し、この圧着積層体を焼成することによって積層セラミック電子部品を得るものであり、前記仮積層体は、静水圧プレスの工程に際して、前記仮積層体の上面側及び下面側に一対の剛板をその外周部が仮積層体の外周よりも外側に延在するようにして配置させるとともに、該延在部間に、前記仮積層体を囲繞する弾性枠体を介在させ、これらを可撓性の外包体内に収納させて内部を脱気・密封した状態で静水圧プレス装置の加圧室内に投入されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、仮プレス後の仮積層体の端面に凹凸が存在する場合においても、静水圧プレス時において、弾性枠体が仮積層体の凹凸の形状に応じて変形することにより、積層体に特に横方面から均一な圧力をかけることができるため、圧着後の切断工程とは別に、仮プレス後の凹凸取り工程を設けることを不要とすることができる。
【００１２】
また本発明によれば、静水圧プレス時において、積層体全体に均等な圧力がかかり、積層体の変形を少なくすることができ、カット歩留まりの向上が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法を図面に基づいて詳説する。
【００１４】
代表的な電子部品として、積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。
【００１５】
図１は、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法を示す図であり、（ａ）は、積層工程を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の積層体端面の凹凸の構造を示す拡大図、（ｃ）は、（ａ）を上（下）面側から見た正面概略図である。図２は、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法を示す図であり、（ａ）は、静水圧プレス装置の加圧室を示す断面図、（ｂ）は、静水圧プレス装置によるプレス工程を示す正面概略図である。図３は、本発明の製造方法を用いて製造し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。
【００１６】
図３（ａ）において、積層セラミックコンデンサ１０は、チップ化された圧着積層体１と、圧着積層体１の一対の端面に形成した外部電極１５、１６とから構成されている。この圧着積層体１は、図３（ｂ）に示すように、複数の誘電体層１２と一対の内部電極１３、１４とが積層されて構成されている。また、一方の外部電極１５は、圧着積層体１の一方の端面に露出する内部電極１３に電気的に接続している。また、他方の外部電極１６は、圧着積層体１の他方の端面に露出する内部電極１４に電気的に接続している。
【００１７】
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、積層体については、全工程において符合を区別しないことにする。
【００１８】
まずセラミックグリーンシートは、例えば、セラミック材料のスラリーを作製し、それをドクターブレードでシート状に成形することにより得る。
【００１９】
ついで、このセラミックグリーンシートに複数の内部電極を形成し、そのシートを適当な大きさに切断し、そのシートに複数の内部電極を形成し、そのシートを積み重ねる。この積み重ねられたセラミックグリーンシートの上下両主面に、内部電極を保護するためにＢａＴｉＯ_３などからなる端子カバーをさらに積層することにより、積層体１を得る。ここで、端子カバーは、焼成後の厚みが５０μｍ程度になるような厚みで形成すればよい。
【００２０】
この積層体１を、仮プレス、すなわち、真空状態でステンレスなどからなる金型により積層方向に加圧することにより仮積層体１を得る。
【００２１】
次に、図１に示すように、仮積層体１の上面側および下面側に、ステンレスまたはステンレス合金などからなる一対の剛板２、３の外周部を、仮積層体の外周よりも外側に延在するように配置させ、両剛板２、３の延在部の間に、仮積層体１を囲繞するようにしてシリコンゴムなどの弾性材料からなる枠体４を配する。
【００２２】
ここで、剛板２、３の材料としては、静水圧プレス工程において変形などが生じない必要があり、ＳＵＳ４３０、ＳＫＤ１１およびＳＫＨ５１などのロックウェルＣスケール硬さが５５ＨＲＣ以上のものを用いることが好ましい。また、枠体４としては、強度がスプリング荷重値（ＧＳ−７０６ＴＹＰＥＡＪＩＳＫ６３０１Ａ）で５０〜６０の範囲のものが好ましく、上記シリコンゴムの他、メオプレンゴムやクロロプレンゴムなどの合成ゴム、天然ゴムを用いてもよい。
【００２３】
このように形成した構造体を、可撓性の外包体５内に入れる。外包体５の材料としては、脱気および密封が可能である材料であることが必要であるため、ナイロン、ゴムその他のプラスチック材料などが用いられる。外包体５内の空気は排出され、シール部をたとえば熱溶着により形成し、真空パック状態とする。この真空パックにより、外包体５内は、例えば−０．１ＭＰａ以上の真空度となる。
【００２４】
このような状態で、仮積層体１は、図２（ａ）に示すように、静水圧プレス装置の加圧室６の流体中に投入されて、その蓋が閉じられる。ここで、流体としてシリコーン油または水が用いられる。次に、静水圧プレス装置の加圧室６内の流体に所定圧力が加えられたとき、図２（ｂ）のように、弾性枠体４が凹凸１１を有する仮積層体１と十分に密着し、上下剛板２、３および枠体４を介して仮積層体１が加圧されることで圧着積層体１が形成される。
【００２５】
このようにして、静水圧プレスによる圧着工程を終えた後、当該圧着積層体１は、外包体５を開封して、上下剛板２、３および枠体４を取り除くことによって取り出される。
【００２６】
この圧着積層体１は、上下表面が平面となっており、また、変形が少ないものであることがわかる。これにより、後のチップへの切断工程における歩留まりを向上させることができる。
【００２７】
ここで、前記枠体４の厚みを仮積層体１の厚みよりも大きくすることが好ましい。このようにすることで、静水圧プレス時において、まず初めに上下剛板２、３に圧力が加わることにより弾性枠体４が変形して仮積層体１に密着し、凹凸１１の有無によらず積層体１全体に対し均一な加圧を行うことができる。当該厚みとしては、枠体４の厚みを、仮積層体１の厚みに対し２倍以下の厚さとすればよい。枠体４の厚みをこれ以上にすると、当該隙間に存在する空気を原因として静水圧プレスが十分に行われなくなるためである。すなわち、上側の剛板３によるプレスが甘くなり、圧着不良が発生することとなるのである。好ましくは、枠体４の厚みを仮積層体１の厚みに対し１．３倍以下とする。
【００２８】
そして、圧着積層体１が切断工程によりチップ化された後、そのチップ化されたものが高温で焼成される。この圧着積層体１は、複数の誘電体層１２と内部電極１３、１４とが積層されているとともに、一対の端面に内部電極１３、１４が露出している。
【００２９】
最後に、焼成されたチップの一対の端面に、例えば電極ペーストの塗布によって、外部電極１５、１６となる導体膜を形成し、さらに、所定の条件下で焼成されて外部電極１５、１６となる。そして、外部電極１５、１６表面に例えばＮｉメッキ／Ｓｎメッキを形成する。
【００３０】
このようにして、図３に示すような積層コンデンサ１０が得られる。
【００３１】
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。
【００３２】
例えば、図１（ｃ）に示すように２以上の部材を組み合わせて弾性枠体４を構成することができる。これにより、仮積層体１端面の凹凸１１の形状に対してより密着した状態で枠体４を配置することが可能となる。
【００３３】
また、本実施の形態では、本発明を積層セラミックコンデンサの製造方法に適用した例について説明したが、本発明は回路基板、ノイズフィルタ部品など他の積層セラミック電子部品にも広く適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、仮プレス後の仮積層体の端面に凹凸が存在する場合においても、静水圧プレス時において、弾性枠体が仮積層体の凹凸の形状に応じて変形することにより、積層体に特に横方面から均一な圧力をかけることができるため、圧着後の切断工程とは別に、仮プレス後の凹凸取り工程を設けることを不要とすることができる。
【００３５】
また本発明によれば、静水圧プレス時において、積層体全体に均等な圧力がかかり、積層体の変形を少なくすることができ、カット歩留まりの向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層セラミック電子部品の製造方法を示す図であり、（ａ）は、積層工程を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の積層体端面の凹凸の構造を示す拡大図、（ｃ）は、（ａ）を面側から見た正面概略図である。
【図２】本発明の積層セラミック電子部品の製造方法を示す図であり、（ａ）は、静水圧プレス装置の加圧室を示す断面図、（ｂ）は、静水圧プレス装置によるプレス工程を示す正面概略図である。
【図３】本発明の製造方法を用いて製造し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４】従来の弾性体からなる部材を用いた積層セラミック電子部品の製造方法における積層体を示す断面概略図であり、（ａ）は静水圧プレス工程前を、（ｂ）は、静水圧プレス工程後を示すものである。
【図５】従来の剛体からなる部材を用いた積層セラミック電子部品の製造方法を示す図であり、（ａ）は、積層工程を示す断面概略図、（ｂ）は、上面側から見た正面概略図、（ｃ）は、静水圧プレス工程における積層体端面の凹凸と枠体の状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１：積層体
２：剛板
３：剛板
４：枠体
５：外包体
６：静水圧プレス装置の加圧室
１１：凹凸
１２：誘電体層
１３：内部電極
１４：内部電極
１５：外部電極
１６：外部電極

Claims

複数のセラミックグリーンシートを積層して仮積層体を形成するとともに、該仮積層体を静水圧プレスにて仮積層体の少なくとも積層方向に加圧することによって圧着積層体を形成し、この圧着積層体を焼成することによって積層セラミック電子部品を得る積層セラミック電子部品の製造方法において、
前記仮積層体は、静水圧プレスの工程に際して、前記仮積層体の上面側及び下面側に一対の剛板をその外周部が仮積層体の外周よりも外側に延在するようにして配置させるとともに、該延在部間に、前記仮積層体を囲繞する弾性枠体を介在させ、これらを可撓性の外包体内に収納させて内部を脱気・密封した状態で静水圧プレス装置の加圧室内に投入され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。