JP2006156525A - 積層電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電極膜パターンの周囲に平坦性を高める絶縁パターンが効率よく形成された高信頼性の積層電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】支持体１の一方主面に、電極膜パターン２を形成する工程Ａと、前記支持体１の一方主面の前記電極膜パターン２を覆う絶縁スラリー８を塗布する工程Ｂと、前記絶縁スラリー８上に成形シート５を付着させ、前記支持体１と前記成形シート５の間隔を均一にする工程Ｃと、前記絶縁スラリー８の溶剤を乾燥し、成形シート５を剥離する工程Ｄと、前記絶縁パターン３上に絶縁シート４を積層するとともに、前記電極膜パターン２及び絶縁パターン３から前記支持体１を剥離させて複合シート７を形成し、且つ、該複合シート７を複数枚積層して積層シート６を形成する工程Ｅと、前記積層シート６を焼成して積層電子部品を得る工程Ｆとによって積層電子部品を製造する。
【選択図】図２

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサ等の積層電子部品の製造方法に関するものである。

従来、積層セラミックコンデンサ等の積層電子部品が幅広い用途に用いられている。かかる従来の積層電子部品は、複数の絶縁シートを積層して成り、内部に電極膜パターンを有したものである。このような積層電子部品の製造は、例えば、フィルムもしくシート状の支持体の上に電極膜パターンを形成し、その上に絶縁スラリーを塗布・乾燥した絶縁シートを順次積層して、出来た積層シートを所定の寸法でカットし焼成する方法により行われていた。尚、積層電子部品が積層セラミックコンデンサである場合、焼成した後、カットした部品の両端面に前記電極膜パターンと接続するように外部電極膜を塗布・乾燥・焼成して被着させる。

上記製造方法によれば、得られる絶縁シートは、表面に電極膜パターンの影響を受けて凹凸が形成される。このような絶縁シートを使用した場合、積層電子部品は電極膜パターンの影響を受けて、電極膜パターンのある部分では盛り上がり、電極膜パターンのない部分ではくぼむので凹凸のある表面となる。凹凸（段差）は積層電子部品の特性や信頼性に悪影響を与えるという問題点がある。

このような問題を解消するため、例えば、塗布された絶縁スラリー表面の凹凸を回転ローラーやかき取りブレードなどのかき取り装置によって平坦化する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２８９４６６号公報

しかしながら、上述した積層電子部品の製造方法においては、絶縁パターンを形成する際に、掻きとり装置では絶縁パターンに対してせん断力が加わり、掻き取られたスラリーは表面が荒れるので、所望の平坦性が得られにくい。

また、掻き取り装置の位置決めにおいて、装置の位置が適正な掻き取り面より上過ぎると凹凸面が残ってしまい平坦化が不充分となるし、装置が電極膜パターンに近づき過ぎると、電極膜パターンに直接衝撃がかかり、電極膜パターンが変形・移動したり、支持体から剥離したりしてしまうという不具合があった。

本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は電極膜パターンの周囲に平坦性を高める絶縁パターンが効率よく形成された高信頼性の積層電子部品の製造方法を提供することにある。

本発明の積層電子部品の製造方法は、支持体の一方主面に、電極膜パターンを形成する工程Ａと、
前記支持体の一方主面の前記電極膜パターンを覆うように、溶剤を含む絶縁スラリーを塗布する工程Ｂと、
前記絶縁スラリー上に通気性を有する成形シートを付着させ、前記支持体と前記成形シートとの間の厚みを均一にする工程Ｃと、
前記絶縁スラリーの溶剤を前記成形シートを通して乾燥して絶縁パターンを形成するとともに、前記成形シートを剥離する工程Ｄと、
前記絶縁パターン上に絶縁シートを積層するとともに、前記電極膜パターン、前記絶縁パターン及び前記絶縁シートを積層した積層体を前記支持体から剥離させて複合シートを形成し、且つ、該複合シートを複数枚積層して積層シートを形成する工程Ｅと、
前記積層シートを焼成して積層電子部品を得る工程Ｆと、
を含む積層電子部品の製造方法である。

また、前記工程Ｃの際に、前記成形シートを、前記支持体に向かって加圧し押しつけることを特徴とする。

また、前記工程Ｃの際に、前記成形シートを、ローラーを用いて一方向に順次加圧していくことを特徴とする。

さらに、前記絶縁スラリーは前記電極膜パターンの周囲に形成すべく、前記工程Ｃの際に、前記支持体と前記成形シートとの間の厚みを前記電極膜パターンの厚みと同一にすることを特徴とする。

また、別の積層電子部品の製造方法は、支持体の一方主面に、絶縁シートを形成するとともに、該絶縁シート上に電極膜パターンを形成する工程Ｇと、
前記前記電極膜パターンを覆う溶剤を含む絶縁スラリーを塗布する工程Ｈと、
前記絶縁スラリー上に通気性を有する成形シートを付着させ、前記絶縁シートと前記成形シートとの間の厚みを均一にする工程Ｉと、
前記絶縁スラリーの溶剤を、前記成形シートを通して乾燥して、絶縁パターンを形成するとともに、前記成形シートを剥離する工程Ｊと、
前記支持体を剥離して絶縁シート、電極膜パターン及び絶縁パターンからなる複合シートを形成し、且つ、該複合シートを複数枚積層して積層シートを形成する工程Ｋと、
前記積層シートを焼成して積層電子部品を得る工程Ｌと、
を含む積層電子部品の製造方法である。

また、前記工程Ｉの際に、前記成形シートを、前記支持体に向かって加圧し押しつけることを特徴とする。

また、前記工程Ｉの際に、前記成形シートを、ローラーを用いて一方向に順次加圧していくことを特徴とする。

さらに、前記絶縁スラリーは前記電極膜パターンの周囲に形成すべく、前記工程Ｉの際に、前記絶縁シートと前記成形シートとの間の厚みを前記電極膜パターンの厚みと同一にすることを特徴とする。

本発明の積層電子部品の製造方法によれば、絶縁パターンを形成する際に、未乾燥状態の絶縁スラリー上に成形シートを付着させ、支持体と成型シートとの間の厚みを均一にしている。従って、絶縁スラリーからなる絶縁パターンの表面が平坦になり、また、複合シートの厚みが均一となる。この複合シートを複数枚積層して形成した積層シートには段差を少ないものとすることができるので、高信頼性の電子部品を得ることができる。

また、本発明の積層電子部品の製造方法によれば、支持体と成型シートとの間の厚みを均一にする際に、成形シートを、支持体に向かって加圧し押しつけるようにしたことから、電極膜パターンに直接加圧装置が接触しなく、電極膜パターンを剥離するような衝撃を与える事がないので、加圧装置が汚れず絶縁スラリー表面と電極膜パターン表面の平坦性が良く、かつ加圧面の信頼性の良い積層シートを得ることができる。

更に、本発明の積層電子部品の製造方法によれば、支持体と成形シートとの間の厚みを均一にする際に、成形シートを、ローラーを用いて一方向に順次加圧していくようにしたことから、絶縁スラリーはスムーズに電極膜パターン間に移動充填されるので、支持体と成型シートの間隔を効率よく均一にすることができる。

また更に、本発明の積層電子部品の製造方法によれば、支持体と成形シートの間隔を均一にする際に、支持体と成形シートとの間の厚みを電極膜パターンの厚みと同一にするようにしたことから、加圧時のローラーと支持体との間隔は、先に形成された電極膜パターン厚みによって制御することができるので、加圧時の制御としてローラーを適正な圧力で電極膜パターンへ押すだけでの簡単な制御ですむ。

以下、本発明の積層電子部品を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の積層電子部品の製造方法によって製作した積層電子部品の断面図であり、電極膜パターン２、絶縁パターン３及び絶縁シート４が複数積層された構造を有している。尚、本実施形態の積層電子部品として積層セラミックコンデンサを例として用いた。

電極膜パターン２は、材料として例えば、Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ及びＣｕ等の金属導体が用いられ、その厚みは、例えば、０．５〜１０μｍに設定される。

絶縁シート４は、材料としてはセラミック材料及びガラス材料が用いられ、その厚みを１〜２００μｍに設定される。セラミック材料として例えば、ＢａＴｉＯ_３に代表されるペロブスカイト型の結晶構造を持つ高誘電率セラミックス材料、ガラス材料として、例えば、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、ＢａＯ及びＬｉ_２Ｏ等を含むガラス材料が用いられる。

絶縁パターン３は、絶縁シート４の間の電極膜パターン２のない部分、たとえば、少なくとも電極膜パターン２の周囲に形成されており、材料としてはセラミック材料及びガラス材料が用いられ、その厚みを１〜２００μｍに設定される。本実施形態においては絶縁シート４と同じ材料が用いられ、その厚みは電極膜パターンと同一にした。

尚、絶縁パターン３は、ＢａＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、ＢａＯ及びＬｉ_２Ｏ等の粉末を有機バインダを含む溶剤中に分散させてなる絶縁スラリーを用いて形成されるものであり、具体的には、塗布した絶縁スラリーを、乾燥処理により上述の溶剤を除去して絶縁パターン３が形成される。

尚、本実施形態の積層電子部品は、積層セラミックコンデンサとして機能させるために、端面に、電極膜パターン２と電気的に接続する外部電極膜５１を形成している。

本実施形態の積層電子部品は以下に示す方法により製造される。

図２（ａ）〜（ｆ）は図１の積層電子部品の製造方法を説明する主要工程における断面図である。

（工程Ａ）
先ず、図２（ａ）に示すように、支持体１の一方主面上に電極膜パターン２を形成する。形成方法としては、後述の導体ペーストを塗布・乾燥させたり、Ｎｉメッキ膜を形成しエッチングによりパターンを形成したものを準備して支持体１に転写したりすればよい。

支持体１は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルが用いられ、その厚みは特に限定されるものではないが、例えば強度や剛性などの観点から１０〜２００μｍが好ましい。尚、本実施形態においては６０μ厚のフィルム状の支持体を使用した。

導体ペーストは、Ａｇ−Ｐｄ、Ｎｉ及びＣｕ等の金属導体粉末をエチルセルロース中に分散させたものであり、スクリーン印刷法等を用いて形成され、その厚みは、例えば、０．５〜１０μｍに設定される。本実施形態においては３μｍに設定した。

（工程Ｂ）
次に、図２（ｂ）に示すように、電極膜パターン２を覆うように絶縁スラリー８を塗布する。

絶縁スラリー８は、ＢａＴｉＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、ＢａＯ及びＬｉ_２Ｏ等の粉末を、有機バインダを含む溶剤中に分散させたものが用いられる。有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、ポリメタクリレート等が用いられる。本実施形態の絶縁スラリー８は、塗布後の厚みが４μｍになるように、塗布ヘッド等による塗布方式によって塗布される。

（工程Ｃ）
次に、図２（ｃ）に示すように、未乾燥状態の絶縁スラリー８上に、成形シート５を付着させ、支持体１と成型シート５との間の厚みを均一にする。

本実施形態においては、付着させた成型シート５の上を、鏡面研磨したステンレス製のローラー２０を、１ｍ／分の速度で一方向に順次加圧していくようにした。このとき、ローラー２０は７０℃に加熱しておいた。これによって、絶縁スラリー８はスムーズに電極膜パターン２間に移動充填されるので、支持体１と成型シート５との間の厚みを効率よく均一にすることができる。なお、支持体１と成形シート５との間の厚みをさらに均一にできるように、最終的に積層電子部品とならない部分に作業方向に連続した電極膜パターン２を形成しておいてもよい。

支持体１と成型シート５との間の厚みを電極膜パターン２の厚みと同一にするような場合、支持体１と成型シート５の間隔は、先に形成された電極膜パターン２の厚みによって制御することができるので、加圧時の制御としてローラーを適正な圧力で電極膜パターン２へ押すだけでの簡単な制御で済む。

成形シート５は、材料としては例えば多孔質ポリエチレンフィルムが用いられ、その厚みは例えば７０μｍにされる。材料としてはこの他にポリエステル不織布等を用いることもできる。

（工程Ｄ）
次に、成形シート５を載置した状態で絶縁スラリー８を８０℃、３０分の条件にて乾燥し、しかる後、図２（ｄ）に示すように、成型シート５を剥離させて絶縁パターン３を形成する。

本実施形態の積層電子部品の製造方法においては、成型シート５として上述したような材料のものを用いたことにより、絶縁スラリー８の溶剤は成型シート５を通してスムーズに蒸発・乾燥されるようになる。

（工程Ｅ）
次に、絶縁パターン３と同じ材料の粉末を有機バインダ中に分散させて成る絶縁シート４を準備し、図２（ｅ）に示すように、電極膜パターン２と絶縁パターン３上に絶縁シート４を積層する。また、図２（ｆ）に示すように、一方、絶縁シート４を積層した面と反対側の面では、電極膜パターン２及び絶縁パターン３から支持体１を剥離する。このようにして、絶縁シート４上に電極膜パターン２及び絶縁パターン３が形成された複合シート７が得られるようになる。

本実施形態においては、支持体１を剥離する際には、図２（ｆ）に示すように、一つの複合シート７に、支持体１が貼り付いた状態の他の複合シート７を圧着・積層し、しかる後に支持体１を剥離するようにした。このような工程を繰り返すことにより、複合シート７を複数枚積層した後、全体を１２０℃、２分の条件で加熱圧着し積層シート６を形成した。

（工程Ｆ）
そして、このようにして得られた積層シート６を、例えば、１１００〜１４００℃で焼成し、脱バイ・焼結させることにより、積層電子部品が得られるようになる。

上述したような製造方法によれば、絶縁パターン３を形成する際に、未乾燥の絶縁スラリー８上に成形シート５を付着させ、支持体１と成型シート５の間隔を均一にしている。従って、形成した絶縁パターン３の表面が平坦になるので、複合シート７を複数枚積層して形成した積層シート６の段差を少ないものとすることができるので、高信頼性の積層電子部品を得ることが出来る。

また、本実施形態においては、成型シート５を、支持体１に向かって加圧し押しつけるようにしており、これによって、電極膜パターン２に直接加圧装置が接触しないし電極膜パターン２を剥離するような衝撃を与える事がないので、加圧装置が汚れず絶縁スラリー８の表面の平坦性が良くなる。

尚、本実施形態の積層電子部品は、焼成後の両端面に、Ｃｕ等の金属粉末をホウケイ酸系ガラス成分、アクリル系樹脂バインダ樹脂、及びテルピネオール等を含むビヒクル中に分散させてなる外部電極膜ペーストを塗布し、１００〜１５０℃で乾燥させ、さらに窒素雰囲気中で７００〜９００℃で焼き付けて外部電極膜５１を形成し、積層セラミックコンデンサとしての機能するものである。

（他の製造方法）
ところで、上記実施形態においては、支持体１の一方主面に、電極膜パターン２及び絶縁パターン３を形成し、その上に、別途形成した絶縁シート４を、支持体１上に被着された電極膜パターン２および絶縁パターン３上に積層するようにしているが、絶縁シートは、支持体上に直接形成するようにしてもよい。またこの場合以下に示す工程Ｇ〜工程Ｌを経ることによって積層電子部品を得ることができる。尚、使用する材料やその厚み等、先に述べた第１の実施形態と重複するところについては、詳細な説明を省く。

先ず、支持体の一方主面に、スラリー状の絶縁材を、塗布ヘッド等を用いて塗布・乾燥し、所定の厚みの絶縁シートを形成するとともに、この絶縁シート上に、スクリーン印刷等を用いて電極膜パターンを形成する（工程Ｇ）。

次に、上記支持体の一方主面の上記電極膜パターンを覆う絶縁スラリーを塗布する（工程Ｈ）。

そして、上記絶縁スラリー上に通気性を有する成形シートを付着させて、上記絶縁シートと成形シートとの間の厚みを均一にする（工程Ｉ）。

次に、絶縁スラリーの溶剤を成形シートを通して乾燥し、絶縁パターンを形成し、成形シートを剥離する（工程Ｊ）。

上記支持体を剥離して、絶縁シート、電極膜パターン及び絶縁パターンとからなる複合シートを形成し、この複合シートを複数枚積層して積層シートを形成する（工程Ｋ）。

そして、上記積層シートを焼成して積層電子部品を得ることができる（工程Ｌ）。

またこのような製造方法においても、工程Ｉの際には、上記成形シートを、上記支持体に向かって加圧し押しつけるようにすることが好ましく、更に工程Ｉの際には、上記成形シートを、ローラーを用いて一方向に順次加圧することが好ましく、また更に、上記絶縁シートと上記成形シートとの間の厚みを電極膜パターンの厚みと同一にすることが好ましい。

尚、本発明は上述した実施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。

例えば、上記実施形態においては、積層電子部品として積層セラミックコンデンサを例にあげているが、これに限らず、例えば、積層インダクタ若しくは積層回路基板に適用することも可能である。

また工程Ｅの際に、一つの複合シート７に、支持体１が貼り付いた状態の他の複合シート７を積層し、しかる後に支持体１を剥離するようにしているが、先に支持体１を剥離しておいた複合シートを複数枚積層するようにしても構わない。

更に工程Ｆの際に、焼成前の積層シートを所定の形状・寸法にカット形成しておいても構わない。

また、工程Ｅで得られた積層シート７の両主面に、保護シートを積層しておいても構わない。

本発明の製造方法によって製作した積層電子部品の断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明の積層電子部品の製造方法を説明する断面図である。

符号の説明

１・・・支持体
２・・・電極膜パターン
３・・・絶縁パターン
４・・・絶縁シート
５・・・成形シート
６・・・積層シート
７・・・複合シート
８・・・絶縁スラリー
２０・・・ローラー
５１・・・外部電極膜

Claims (8)

1. 支持体の一方主面に、電極膜パターンを形成する工程Ａと、
   前記支持体の一方主面の前記電極膜パターンを覆うように、溶剤を含む絶縁スラリーを塗布する工程Ｂと、
   前記絶縁スラリー上に通気性を有する成形シートを付着させ、前記支持体と前記成形シートとの間の厚みを均一にする工程Ｃと、
   前記絶縁スラリーの溶剤を、前記成形シートを通して乾燥して絶縁パターンを形成するとともに、前記成形シートを剥離する工程Ｄと、
   前記絶縁パターン上に絶縁シートを積層するとともに、前記電極膜パターン、前記絶縁パターン及び前記絶縁シートを積層した積層体を前記支持体から剥離させて複合シートを形成し、且つ該複合シートを複数枚積層して積層シートを形成する工程Ｅと、
   前記積層シートを焼成する工程Ｆと、
   を含む積層電子部品の製造方法。
2. 前記工程Ｃの際に、前記成形シートを、前記支持体に向かって加圧し押しつけることを特徴とする請求項１に記載の積層電子部品の製造方法。
3. 前記工程Ｃの際に、前記成形シートを、ローラーを用いて一方向に順次加圧していくことを特徴とする請求項２に記載の積層電子部品の製造方法。
4. 前記絶縁スラリーは前記電極膜パターンの周囲に形成すべく、前記工程Ｃの際に、前記支持体と前記成形シートとの間の厚みを前記電極膜パターンの厚みと同一にすることを特徴とする請求項１に記載の積層電子部品の製造方法。
5. 支持体の一方主面に、絶縁シートを形成するとともに、該絶縁シート上に電極膜パターンを形成する工程Ｇと、
   前記前記電極膜パターンを覆う溶剤を含む絶縁スラリーを塗布する工程Ｈと、
   前記絶縁スラリー上に通気性を有する成形シートを付着させ、前記絶縁シートと前記成形シートとの間の厚みを均一にする工程Ｉと、
   前記絶縁スラリーの溶剤を、前記成形シートを通して乾燥して、絶縁パターンを形成するとともに、前記成形シートを剥離する工程Ｊと、
   前記支持体を剥離して絶縁シート、電極膜パターン及び絶縁パターンからなる複合シートを形成し、且つ、該複合シートを複数枚積層して積層シートを形成する工程Ｋと、
   前記積層シートを焼成する工程Ｌと、
   を含む積層電子部品の製造方法。
6. 前記工程Ｉの際に、前記成形シートを、前記支持体に向かって加圧し押しつけることを特徴とする請求項５に記載の積層電子部品の製造方法。
7. 前記工程Ｉの際に、前記成形シートを、ローラーを用いて一方向に順次加圧していくことを特徴とする請求項６に記載の積層電子部品の製造方法。
8. 前記絶縁スラリーは前記電極膜パターンの周囲に形成すべく、前記工程Ｉの際に、前記絶縁シートと前記成形シートとの間の厚みを前記電極膜パターンの厚みと同一にすることを特徴とする請求項５に記載の積層電子部品の製造方法。

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