JP2012069721A - 積層セラミックコンデンサの製造方法および積層セラミックコンデンサの製造装置 - Google Patents

積層セラミックコンデンサの製造方法および積層セラミックコンデンサの製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 任意の厚みの電極パターンを高精度に形成することが可能な積層セラミックコンデンサの製造方法および積層セラミックコンデンサの製造装置を提供する。
【解決手段】 外周面に凸部11が形成された円筒状の形状を有し、凸部11をグリーンシート1と当接させることによりグリーンシート1の表面に電極パターン形成用の凹部12を形成する凹部形成ローラ10と、凹部形成ローラ10の凸部11の表面に、電極材料13に対して、撥液性を有する撥液処理剤20を供給する撥液処理剤供給機構と、凹部形成ローラ10により形成された凹部12に対して、インクジェット方式により電極材料13を封入するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドにより凹部12内に封入された電極材料13を乾燥するヒータとを備える。
【選択図】 図3

Description

この発明は、積層セラミックコンデンサの製造方法および積層セラミックコンデンサの製造装置に関する。
従来、積層セラミックコンデンサは、導電体セラミック粉末等の誘電体組成物と有機樹脂等を混合してバインダーを作成し、これをシート状にして誘電体としてのセラミックグリーンシート(以下、単に「グリーンシート」という)を形成するとともに、このグリーンシートの表面にスクリーン印刷法により電極ペースト等の電極材料を印刷することにより電極パターンを形成する。そして、このようにして電極パターンが形成されたグリーンシートを複数枚積層した後、積層体を切断して個片化し、しかる後にこれを焼成することにより、積層セラミックコンデンサ素子を得ている(特許文献1乃至特許文献4参照)。
特開平10−50552号公報 特開2002−343676号公報 特開2004−47536号公報 特開2009−164446号公報
スクリーン印刷法を利用して電極材料を印刷する場合には、印刷に伴ってスクリーンが伸長することにより、高精度の印刷を実行することが困難であり、電極パターンを精度よく形成することが不可能となる。また、スクリーン印刷法を使用した場合には、電極パターンの厚みは、一定の範囲内でしか調整することができないという問題も生ずる。
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、任意の厚みの電極パターンを高精度に形成することが可能な積層セラミックコンデンサの製造方法および積層セラミックコンデンサの製造装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、外周面に凸部が形成されたローラをグリーンシートと当接させることにより、グリーンシートの表面に電極パターン形成用の凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部形成工程において形成された凹部に対して、インクジェット方式により液体状の電極材料を封入する電極材料封入工程とを備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記電極材料封入工程の後に、前記電極材料を乾燥させる乾燥工程を有する。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記ローラにおける凸部を前記グリーンシートに当接させる前に、前記凸部の表面に、前記電極材料に対して撥液性を有する撥液処理剤を供給することにより、前記凹部形成工程において前記凹部の底面に撥液性層を形成する。
請求項4に記載の発明は、グリーンシートを搬送する搬送ローラと、外周面に凸部が形成された円筒状の形状を有し、前記凸部を前記グリーンシートと当接させることにより、グリーンシートの表面に電極パターン形成用の凹部を形成する凹部形成ローラと、前記凹部形成ローラにより形成された凹部に対して、インクジェット方式により液体状の電極材料を封入するインクジェットヘッドとを備えたことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記インクジェットヘッドにより前記凹部内に封入された電極材料を乾燥するヒータを有する。
請求項6に記載の発明は、請求項4または請求項5に記載の発明において、前記凹部形成ローラにおける凸部の表面に、前記電極材料に対して撥液性を有する撥液処理剤を供給する撥液処理剤供給機構をさらに備える。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明において、前記撥液処理剤供給機構は、撥液処理剤を貯留する貯留槽と、前記凹部形成ローラにおける凸部と当接することにより、前記貯留槽内の撥液処理剤を前記凸部の表面に塗布する塗布ローラとを備える。
請求項1および請求項4に記載の発明によれば、グリーンシートの表面に形成された電極パターン形成用の凹部に対してインクジェット方式により電極材料を封入することにより、任意の厚みの電極パターンを高精度に形成することが可能となる。
請求項2および請求項5に記載の発明によれば、電極材料を速やかに乾燥させて定着させることが可能となる。
請求項3および請求項6に記載の発明によれば、電極材料の表面張力を適正に制御することにより、凹部内で電極材料の盛り上がりを防止して電極材料を凹部内に適正に封入することが可能となる。
請求項7に記載の発明によれば、簡易な構成でありながら、凹部の底面に容易に撥液性層を形成することが可能となる。
この発明に係る積層セラミックコンデンサの製造装置の概要図である。 凹部形成ローラ10および撥液処理剤供給機構を示す概要図である。 積層セラミックコンデンサの製造工程を模式的に示す説明図である。 凹部12に電極材料13を吐出した場合の、電極材料13の形状を模式的に示す説明図である。 従来の積層セラミックコンデンサの製造によりグリーンシート1に対して電極材料19による電極パターンを形成した状態を模式的に示す説明図である。
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係る積層セラミックコンデンサの製造装置の概要図である。
この発明に係る積層セラミックコンデンサの製造装置は、グリーンシート1を巻き出す供給ローラ24と、グリーンシート1を巻き取る巻き取りローラ25と、圧胴を構成する支持ローラ26と、複数の支持ローラ32とにより、長尺状のグリーンシート1を一方向に搬送するグリーンシート1の搬送機構を備える。これらの供給ローラ24、巻き取りローラ25および支持ローラ26、32は、グリーンシート1を搬送する搬送ローラとして機能する。
搬送機構により搬送されるグリーンシート1の搬送路の上方には、後述する凸部11が形成された凹部形成ローラ10と、この凸部11に対して撥液性を有する撥液処理剤20を供給するための撥液処理剤供給機構と、インクジェット方式により液体状の電極材料を吐出するインクジェットヘッド31と、電極材料を乾燥するヒータ33とが配設されている。
図2は、凹部形成ローラ10および撥液処理剤供給機構を示す概要図である。
凹部形成ローラ10は、その外周面に多数の凸部11が形成された円筒状の形状を有する。この凸部11は、グリーンシート1の表面に形成すべき電極パターンに対応した形状を有する。この凹部形成ローラ10は、グリーンシート1の搬送速度に対応した角速度で回転し、その表面に形成された多数の凸部11をグリーンシート1と当接させることにより、グリーンシート1の表面に電極パターン形成用の凹部12を形成する。
撥液材料供給機構は、撥液処理剤20を貯留する貯留槽23と、下端部を貯留槽23に貯留された撥液処理剤20中に浸漬した状態で回転する中間ローラ21と、この中間ローラ21と当接した状態で回転し、凹部形成ローラ10における凸部11の表面と当接することにより、貯留槽23内の撥液処理剤20を凸部11の表面に塗布する塗布ローラ22とから構成される。
次に、上述した積層セラミックコンデンサの製造装置を利用した積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。図3は、積層セラミックコンデンサの製造工程を模式的に示す説明図である。なお、図3(b)から図3(d)に示すように、上述したグリーンシート1は、誘電体層3とベースフィルム2とから構成されている。
図3(a)に示すように、凹部形成ローラ10の外周面には、グリーンシート1の表面に形成すべき電極パターンに対応した形状を有する多数の凸部11が、一定のピッチで形成されている。この凸部11の表面には、図2に示す撥液材料供給機構の塗布ローラ22により、撥液処理剤20が塗布される。この状態において、搬送機構により一方向に搬送されるグリーンシート1に対して、凹部形成ローラ10を当接させる。
この場合には、図3(b)に示すように、供給ローラ24から巻き出されたグリーンシート1が凹部形成ローラ10と支持ローラ26とにより挟持されれば、グリーンシート1における誘電体層3が、凹部形成ローラ10における凸部11と当接することにより、誘電体層3の表面に凹部12が形成される。このとき、凸部11の表面には、撥液処理剤20の薄膜が形成されている。なお、この凹部12は、凸部11が誘電体層3から完全に離隔したときに形成されるものであるが、図3(b)においては、理解を容易にするため凹部12が完全に形成された状態を図示している。
凸部11が誘電体層3から離隔した後には、図3(c)に示すように、誘電体層3の表面に、グリーンシート1の表面に形成すべき電極パターンに対応した形状を有する凹部12が形成される。そして、この凹部12の底面には、凹部形成ローラ10における凸部11の表面に形成されていた撥液処理剤20が移転され、そこに撥液性層が形成される。
凹部12が形成されたグリーンシート1は搬送機構により搬送され、凹部12が図1に示すインクジェットヘッド31と対向する位置まで移動すれば、インクジェットヘッド31により、凹部12に対してインクジェット方式により液体状の電極材料13を吐出することによって、この凹部12に電極材料13を封入する。
このときには、図3(d)に示すように、凹部形成ローラ10により形成された凹部12の内部に電極材料13を封入することから、封入後の電極材料13により電極パターンを高精度に形成することが可能となる。そして、インクジェットヘッド31からの電極材料13の吐出量は、任意に設定可能であることから、凹部形成ローラ10により形成された凹部12の深さ、すなわち、凹部形成ローラ10における凸部11の高さを必要な値に設定することにより、電極材料13による電極パターンの厚みを任意に設定することが可能となる。
電極材料13により電極パターンが形成されれば、電極材料13が封入されたグリーンシート1は搬送機構によりさらに搬送され、凹部12が図1に示すヒータ33と対向する位置まで移動すれば、このヒータ33から電極材料13に向けて熱風が供給され、電極材料13は速やかに乾燥されて定着される。そして、このグリーンシート1は、巻き取りローラ25に巻き取られる。
ここで、上述した実施形態においては、この凹部12の底面に撥液処理剤20の薄膜が形成されていることから、凹部12内で電極材料13の盛り上がりを防止して、電極材料13を凹部12内に適正に封入することが可能となる。
図4は、凹部12に電極材料13を吐出した場合の、電極材料13の形状を模式的に示す説明図である。
グリーンシート1における誘電体層3に凹部12を形成しただけの状態で、この凹部12に電極材料13を供給した場合には、誘電体層3の表面張力の作用により、図4(a)に示すように、電極材料13が山状の形状となる。これに対して、上述した実施形態のように、凹部12の底面に撥液処理剤20による撥液性層を形成した場合においては、凹部12における底面と側面との表面張力の差により、図4(b)に示すように、電極材料13は凹部12内に均一に封入される。
なお、電極材料13が親油性である場合には、撥液処理剤20として親水性のものを使用するとともに、誘電体層3として親油性のものを使用することが好ましい。一方、電極材料13が親水性である場合には、撥液処理剤20として親油性のものを使用するとともに、誘電体層3として親水性のものを使用することが好ましい。
図5は、従来の積層セラミックコンデンサの製造によりグリーンシート1に対して電極材料19による電極パターンを形成した状態を模式的に示す説明図である。
この発明によりグリーンシート1に電極材料13により電極パターンを形成した場合においては、図4(b)に示すように、電極材料13は誘電体層3に形成された凹部12内に完全に収容される。これに対して、従来のようにスクリーン印刷によりグリーンシート1に対して電極材料19による電極パターンを形成した場合においては、図5に示すように、グリーンシート1における誘電体層3の上部に電極材料19による電極パターンが凸設されることになる。このように電極パターンが凸設されたグリーンシート1を積層した場合には、積層されたグリーンシート1に歪みが生ずるという問題が生じる。しかしながら、この発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、電極材料13は誘電体層3に形成された凹部12内に完全に収容される構成であることから、多数のグリーンシート1を積層した場合にも、歪みの発生を防止できるという効果を奏する。
なお、上述した実施形態においては、グリーンシート1を巻き出す供給ローラ24とグリーンシート1を巻き取る巻き取りローラ25とを利用して長尺のグリーンシート1を搬送しているが、その他のニップローラ等を利用してグリーンシート1を搬送してもよい。また、長尺のグリーンシート1に代えて、シート状のグリーンシートを搬送ローラにより搬送し、このシート状のグリーンシートに対して電極材料による電極パターンを形成するようにしてもよい。
1 グリーンシート
2 ベースフィルム
3 誘電体層
10 凹部形成ローラ
11 凸部
12 凹部
13 電極材料
20 撥液処理剤
21 中間ローラ
22 塗布ローラ
23 貯留槽
24 供給ローラ
25 巻き取りローラ
26 支持ローラ
31 インクジェットヘッド
32 支持ローラ
33 ヒータ

Claims (7)

  1. 外周面に凸部が形成されたローラをグリーンシートと当接させることにより、グリーンシートの表面に電極パターン形成用の凹部を形成する凹部形成工程と、
    前記凹部形成工程において形成された凹部に対して、インクジェット方式により液体状の電極材料を封入する電極材料封入工程と、
    を備えたことを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
  2. 請求項1に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法において、
    前記電極材料封入工程の後に、前記電極材料を乾燥させる乾燥工程を有する積層セラミックコンデンサの製造方法。
  3. 請求項1または請求項2に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法において、
    前記ローラにおける凸部を前記グリーンシートに当接させる前に、前記凸部の表面に、前記電極材料に対して撥液性を有する撥液処理剤を供給することにより、前記凹部形成工程において前記凹部の底面に撥液性層を形成する積層セラミックコンデンサの製造方法。
  4. グリーンシートを搬送する搬送ローラと、
    外周面に凸部が形成された円筒状の形状を有し、前記凸部を前記グリーンシートと当接させることにより、グリーンシートの表面に電極パターン形成用の凹部を形成する凹部形成ローラと、
    前記凹部形成ローラにより形成された凹部に対して、インクジェット方式により液体状の電極材料を封入するインクジェットヘッドと、
    を備えたことを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造装置。
  5. 請求項4に記載の積層セラミックコンデンサの製造装置において、
    前記インクジェットヘッドにより前記凹部内に封入された電極材料を乾燥するヒータを有する積層セラミックコンデンサの製造装置。
  6. 請求項4または請求項5に記載の積層セラミックコンデンサの製造装置において、
    前記凹部形成ローラにおける凸部の表面に、前記電極材料に対して撥液性を有する撥液処理剤を供給する撥液処理剤供給機構をさらに備える積層セラミックコンデンサの製造装置。
  7. 請求項6に記載の積層セラミックコンデンサの製造装置において、
    前記撥液処理剤供給機構は、
    撥液処理剤を貯留する貯留槽と、
    前記凹部形成ローラにおける凸部と当接することにより、前記貯留槽内の撥液処理剤を前記凸部の表面に塗布する塗布ローラと、
    を備える積層セラミックコンデンサの製造装置。
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