JP2655440B2 - 積層セラミック部品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は積層セラミックコンデンサ、積層圧電アクチ
ュエータ等の積層セラミック部品の製造方法および製造
装置に関するものである。

［従来の技術およびその課題］ 近年、実装技術の進展に伴い、積層セラミック部品の
小型化、高性能化が進められている。積層セラミック部
品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明
する。

積層セラミックコンデンサでは、小型化と同時に大容
量化が必要であり、そのため従来から、誘電体層の高誘
電率化、誘電体層の薄膜化，多層化が進められている。
なかでも、誘電体層の薄膜化は小型化、低コスト化の面
で有利であり、誘電体層の薄膜化は近年盛んに研究が行
われている。

しかしながら従来の製造方法は以下に述べるような方
法で行われており、そのため後記の如く、誘電体層の薄
膜化には限界がある。

まず、セラミックグリーンシートの製造方法である
が、これは誘電体粉末、ポリビニルブチラール，ポリビ
ニルアルコール等の樹脂、およびアルコール等の溶剤か
らなるスラリーをドクターブレード等を用い、ポリエス
テル等のベースフィルム上に薄く塗布し、乾燥すること
により製造する。次にセラミッググリーンシート上に、
パラジウム，エチルセルロース，テルピネオール等から
なる内部電極ペーストをスクリーン印刷法により印刷
し、乾燥することで、所定形状の内部電極を形成する。
その後、内部電極の形成されたグリーンシートを切断
し、金型内に必要な枚数を積層した後、100℃程度に加
熱し、300kg/cm²程度加圧して、グリーンシートを熱圧
着することで、グリーン積層体を作製する。次に、内部
電極形状に対応してグリーン積層体を切断し、脱バイン
ダー後、焼成する。その後、外部電極を形成することで
積層セラミックコンデンサが得られる。

しかしながら、このような従来技術で誘電体層の薄膜
化、即ち、グリーンシートの薄膜化を進めるには、以下
に述べる２つの問題があり、せいぜい20μｍ程度のグリ
ーンシートしか扱うことができなかった。

まず第１の問題は、グリーンシートのハンドリングの
問題である。グリーンシートはポリエステル等のベース
フィルム上に形成され、内部電極を印刷した後、グリー
ン積層体を作製するため所定形状に切断され、金型内に
積層されるが、金型内にグリーンシートを投入する時に
はベースフィルムを剥離する必要がある。この時にはグ
リーンシートを単独で扱わなければならず、グリーンシ
ートが薄膜化されると、折り曲がりや、グリーンシート
が破れやすくなる等の問題が生じ、金型内に良好な状態
で積層することが困難となる。

次に第２の問題は、グリーンシートに内部電極をスク
リーン印刷する時に生ずる問題である。即ち、グリーン
シートが薄膜化されると、内部電極ペーストによりグリ
ーンシートが膨潤して変形したり、あるいは内部電極ペ
ーストがグリーンシート内に吸い込まれ、積層セラミッ
クコンデンサのショート発生の原因となる等の問題があ
る。

以上のように、従来の製造方法では、誘電体層の薄膜
化、即ちグリーンシートの薄膜化には、グリーンシート
のハンドリングおよび内部電極ペーストのグリーンシー
トへのアタックの問題があり、グリーンシートが薄くな
るほど歩留まりが低下するという問題が生じていた。

本発明の目的は、以上述べたような従来の課題が解決
された積層セラミック部品の製造方法および製造装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、複数の内部電極とセラミック層とが交互に
積層された積層セラミック部品の製造方法において、ベ
ースフィルム上に保持・形成されたセラミックグリーン
シートと、ベースフィルム上に均一に保持・形成された
内部電極シートとを該セラミックグリーンシートと該内
部電極シートとが対向するように圧接すると共に、発熱
位置を電気的に選択可能なサーマルヘッドを用いて前記
内部電極シートを所定のパターンに応じて部分的に加熱
して前記セラミックグリーンシート上に内部電極パター
ンを熱転写する工程と、該内部電極パターンが転写され
たグリーンシート上に、ベースフィルム上に保持・形成
されたセラミックグリーンシートを加熱・圧着する工程
と、上記の各工程を繰り返して内部電極パターンとセラ
ミックグリーンシートとが交互に積層されたグリーン積
層体を作製する工程と、該グリーン積層体を所定形状に
切断して、脱バインダ後、焼成する工程と、外部電極を
形成する工程とを備えたことを特徴とする積層セラミッ
ク部品の製造方法である。

また上記の方法を実施するための積層セラミック部品
の製造方法は、内部電極シートを所定のパターンに応じ
て部分的に加熱するサーマルヘッドと、該サーマルヘッ
ドに二種類のシートを圧接する圧接ローラと、前記二種
類のシートの各搬送手段と、シートの搬送経路上に設置
された位置検出用マークの読み取り手段と、該読み取り
手段に接続し、前記サーマルヘッドの発熱位置を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。

［作用］ 本発明の製造方法では、グリーンシートは従来のよう
に単独では取り扱わず、ベースフィルム上に保持した形
態で積層、熱圧着を行う。このため、例えば10μｍ厚さ
のグリーンシートであってもベースフィルム上に保持し
たまま取り扱うので取り扱いが容易となり、作業性が向
上する。

また、内部電極材料はグリーンシート上に印刷するの
ではなく、ベースフィルム上にシート状に形成したもの
を用いる。従ってベースフィルム上に内部電極シートを
形成した後に乾燥させることで、有機溶剤含有量を少な
くすることができる。このように、有機溶剤量の減少し
た内部電極シートをグリーンシートに接触させるので、
従来のようにグリーンシートが内部電極パターンによっ
て膨潤することがなく、グリーンシート内に内部電極パ
ターンが浸透することもない。

また、本発明の方法および装置では、内部電極パター
ンは、サーマルヘッドの発熱体を選択的に発熱させ、転
写することによって形成するため、内部電極パターン形
成のための印刷スクリーンが不要であり、パターンの位
置合わせも位置検出用マークの読み取り手段とサーマル
ヘッド発熱位置の制御手段を用いて容易に行われる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は積層セラミック部品、特にグリーン積層体を
製造するための本発明による装置の一例の構成図であ
る。第１図の装置を用いたグリーン積層体の製造方法に
ついて説明する。

最初にベースフィルム上のグリーンシートに、内部電
極材料を所定のパターンで熱転写する方法を説明する。
まず第１に、ベースフィルム上に形成されたグリーンシ
ート11をローラ10aにセットする。次に、ベースフィル
ム上に一様に内部電極材料が形成された内部電極シート
12をローラ10bにセットする。ここではグリーンシート
面と内部電極材料面とが対向するように設定する。これ
らをガイドローラに接触させ、サーマルヘッド13とプラ
テンローラ14間に通し、巻き取りローラ16a,16bにそれ
ぞれ巻きつける。次にプラテンローラ14を前述のシート
11,12を介してサーマルヘッド13に圧接する。ここでの
圧接力はシート幅1cm当たり200g程度あればよい。

次に、巻き取りローラ16a,16bを回転させ、図中の矢
印方向に前述のグリーンシート11および内部電極シート
12を搬送する。ベースフィルムに形成されている位置検
出用マークが位置検出用マークの読み取り器15の上を通
過する時点で、位置検出用マークの位置、即ちシートの
左右へのずれを検出し、制御器17により内部電極材料が
転写されるべき位置を決定し、所定の内部電極パターン
が所定の位置に転写されるように、サーマルヘッド13に
形成された発熱体に通電して内部電極材料をグリーンシ
ートに付着させる。また、さらに次の位置検出用マーク
を検出したら、上記と同様に内部電極材料を転写する。

その後、巻き取りローラ16a,16bによって、グリーン
シート11,内部電極シート12が巻き取られる過程で、グ
リーンシートに付着した内部電極材料はベースフィルム
から剥離し、グリーンシート上に転写される。第２図
は、内部電極パターン23がベースフィルム21上のグリー
ンシート22に転写された状態を示したものである。

次に、内部電極パターン23が転写された前述のグリー
ンシート22の上に、さらにグリーンシートを転写する方
法を説明する。まず、第１図に示した11の所に内部電極
パターンが転写されたグリーンシートをセットする。次
に第１図に示した12の部分にベースフィルム上に形成さ
れたグリーンシートをセットする。その後は最初に説明
した方法と同様な方法で、グリーンシートが内部電極パ
ターンの転写されたグリーンシート上に転写される。第
３図は、ベースフィルム21上にグリーンシート22、内部
電極パターン23、さらにグリーンシート22が転写された
状態を示したものである。所定の内部電極層数になるま
で、上記と同様な方法で内部電極パターン、グリーンシ
ートを転写し、グリーン積層体を作製する。

以上、グリーン積層体の製造装置、製造方法を説明し
たが、本発明の製造方法ではグリーンシート上に内部電
極ペーストをスクリーン印刷する必要がなく、従って内
部電極ペーストのグリーンシートへのアタックがない。
さらに、ベースフィルム上に形成されたグリーンシート
を扱うため、グリーンシートのハンドリングで問題とな
るグリーンシートの破れは生じない。さらに本発明の方
法では、サーマルヘッドの発熱体を選択的に発熱させ
て、内部電極材料を部分的に転写させるため、従来法で
内部電極パターンを形成するために必要な印刷スクリー
ンも不要であり、かつ内部電極パターンの位置合わせ
も、前述した位置検出用マークを読み取り、所定の位置
に、所定の内部電極パターンが転写されるように、サー
マルヘッド発熱体の発熱位置を電気的に選択することで
容易に行うことができる利点がある。

次に、本発明による積層セラミック部品の製造方法の
一例を具体的に説明する。

まずセラミッググリーンシートであるが、ポリビニル
ブチラール樹脂５重量部、エチルセロソルブ35重量部、
鉛系誘電体粉末60重量部を秤量し、ホモジナイザーで均
一に混合し、70μｍのポリエステルフィルム上にドクタ
ーブレードを用いて塗布し、乾燥してグリーンシートを
作製した。得られたグリーンシートの膜厚は10μｍであ
った。

次に、内部電極ペーストであるが、パラジウムと銀の
混合粉末（Pd:Ag＝8:2）を70重量部、ポリビニールブチ
ラール樹脂５重量部、エチルセロソルブ40重量部を秤量
し、ホモジナイザーで均一に混合し、70μｍのポリエス
テルフィルム上にリバースロールコーターを用いて塗布
し、乾燥して内部電極シートを作製した。内部電極シー
トの厚さは３μｍであった。

これらのシートを用いて、前述の製造装置により、内
部電極層が８層、グリーンシートが10層からなるグリー
ン積層体を作製した。次に、グリーン積層体をダイシン
グソーで所定形状に切断し、マグネシア甲ばち内にセッ
トし、600℃で脱バインダし、950℃で焼成した。焼成
後、銀を主成分とする外部電極を形成し、積層セラミッ
クコンデンサを作製した。

この実施例ではグリーンシート、内部電極層の積層数
が少ないことから、グリーン積層体は前述の製造装置を
用いて作製したが、グリーンシート、内部電極層数が多
くなった場合には、前述の実施例程度のグリーン積層体
を作製した後、金型を用いる従来の熱圧着プレス装置に
より、前述のグリーン積層体を必要個数重ねて熱圧着し
てもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の積層セラミック部品の
製造方法および製造装置によれば、小型、高性能の積層
セラミックコンデンサ等の積層セラミック部品の製造に
おける作業性が極めて改善され、かつ歩留まりよく製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による積層セラミック部品の製造装置の
一例の構成図、第２図は内部電極パターンが転写された
ベースフィルム上のグリーンシートの断面図、第３図は
ベースフィルム上に形成されたグリーンシート、内部電
極パターンおよびグリーンシートの積層体の断面図であ
る。 10a,10b……ローラ 11,22……グリーンシート 12……内部電極シート 13……サーマルヘッド 14……プラテンローラ 15……読み取り器 16a,16b……巻き取りローラ 17……制御器 21……ベースフィルム 23……内部電極パターン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の内部電極とセラミック層とが交互に
   積層された積層セラミック部品の製造方法において、ベ
   ースフィルム上に保持・形成されたセラミックグリーン
   シートと、ベースフィルム上に均一に保持・形成された
   内部電極シートとを該セラミックグリーンシートと該内
   部電極シートとが対向するように圧接すると共に、発熱
   位置を電気的に選択可能なサーマルヘッドを用いて前記
   内部電極シートを所定のパターンに応じて部分的に加熱
   して前記セラミックグリーンシート上に内部電極パター
   ンを熱転写する工程と、該内部電極パターンが転写され
   たグリーンシート上に、ベースフィルム上に保持・形成
   されたセラミックグリーンシートを加熱・圧着する工程
   と、上記の各工程を繰り返して内部電極パターンとセラ
   ミックグリーンシートとが交互に積層されたグリーン積
   層体を作製する工程と、該グリーン積層体を所定形状に
   切断して、脱バインダ後、焼成する工程と、外部電極を
   形成する工程とを備えたことを特徴とする積層セラミッ
   ク部品の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の積層セラミック部品の製
   造方法を実施するための装置であって、内部電極シート
   を所定のパターンに応じて部分的に加熱するサーマルヘ
   ッドと、該サーマルヘッドに二種類のシートを圧接する
   圧接ローラと、前記二種類のシートの各搬送手段と、シ
   ートの搬送経路上に設置された位置検出用マークの読み
   取り手段と、該読み取り手段に接続し、前記サーマルヘ
   ッドの発熱位置を制御する制御手段とを備えたことを特
   徴とする積層セラミック部品の製造装置。