JP2869901B2 - セラミック積層電子部品の製造方法 - Google Patents

セラミック積層電子部品の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば積層コンデンサのような積層セラミ
ック電子部品の製造方法に関し、特に、電極ペーストが
印刷された複数枚のセラミックグリーンシートを積層す
る工程が改良されたセラミック積層電子部品の製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
積層コンデンサの製造に際しては、量産性を高めるた
めに、複数の領域に電極ペーストが印刷されたマザーの
セラミックグリーンシートを用いるのが常である。すな
わち、マザーのセラミックグリーンシートを複数枚積層
し、厚み方向に圧着することによりマザーの積層体を得
る。次に、このマザーの積層体を、個々の積層コンデン
サ単位に厚み方向に切断して、個々の積層体を得る。さ
らに、得られた個々の積層体を焼成し、外部電極を付与
することにより積層コンデンサが得られている。
ところで、上記マザーの積層体においては、電極ペー
ストは厚み方向において正確に重なり合っている必要が
ある。さもないと、マザーの積層体を厚み方向に切断し
て個々の積層コンデンサ用の積層体を得た場合に、設計
通りの容量を得ることができなかったり、あるいは電極
が積層体の端面に露出し、絶縁不良が生じたりするおそ
れがあるからである。よって、上記マザーの積層体を得
るにあたり、従来は、積層体の端面を基準面として複数
枚のセラミックグリーンシートを積層していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の製造方法では、電極ペーストが
厚み方向において設計通りに正確に重なり合っている積
層体を得ることはできなかった。これは、以下の種々の
理由による。
（ａ）第１に、セラミックグリーンシート自体に皺が発
生していたり、あるいは電極ペーストの印刷工程のばら
つきや経時による電極ペーストの印刷パターンの変化に
より、第２図に模式的断面図で示すように、マザーのセ
ラミックグリーンシート1,2の上面に印刷されている電
極ペースト3a〜3cと、電極ペースト4a〜4cとがずれるこ
とがあった。すなわち、マザーのセラミックグリーンシ
ート1,2を如何に高精度に揃えて積層したとしても、電
極ペースト3a〜3c及び電極ペースト4a〜4cの位置精度が
十分でないため、電極ペースト3a〜3cと電極ペースト4a
〜4cとを正確に重ね合わせることができなかった。
（ｂ）また、第３図に断面図で示すように、セラミック
グリーンシート５上の複数の領域において電極ペースト
6a〜6cを印刷し乾燥した場合、乾燥後に、端縁5a,5b近
傍部分に反りが発生しがちであった。その結果、マザー
のセラミックグリーンシート５の端縁、すなわち積層体
の端面を基準にして複数枚のセラミックグリーンシート
を揃えたとしても、上記反りの発生程度のばらつきによ
り、各セラミックグリーンシート上に形成されている電
極ペーストを厚み方向において正確に重ねることができ
なかった。
（ｃ）複数枚のセラミックグリーンシートを端面基準で
積層するにあたっては、第４図に断面図で示す金型７が
用いられている。すなわち、金型７の凹部7a内に複数枚
のセラミックグリーンシート8a〜8fを投入し、金型７を
振動させた状態で内壁7bまたは7cに当接させて端面を揃
えていた。
しかしながら、セラミックグリーンシート8a〜8fの厚
みは、10〜30μｍ程度であり、大容量化に伴ってさらに
薄くされる傾向にある。従って、セラミックグリーンシ
ートが非常に薄く、腰を有しないため、金型７を振動さ
せてセラミックグリーンシート8a〜8fを揃えるに際し、
セラミックグリーンシート8a〜8fが割れ、それによって
所望通りの積層体を得ることができないことがあった。
（ｄ）のみならず、金型７の凹部7a内へのセラミックグ
リーンシート8a〜8fの投入を容易とするために、通常、
凹部7aの幅はセラミックグリーンシート8a〜8fの幅より
も若干大きくされているのが常である。従って、端面基
準で揃える工程の前の段階で、第４図に図示されている
ように、セラミックグリーンシート8a〜8fがずれた状態
で積層されがちであった。
以上の種々の理由により、従来法では、マザーの積層
体において、セラミックグリーンシートが正確に積層さ
れず、その結果、第５図に平面断面図で示すように、最
終的に得られた積層コンデンサ９において、内部電極10
aと下方の内部電極10bとが正確に重なり合わないことが
あった。従って、所望通りの容量を得ることが難しく、
また絶縁不良を防止するために、サイドマージン領域の
幅ｘを必要以上に大きくしなければならず、小型・大容
量化を妨げる要因となっていた。なお、第５図におい
て、11は焼結体、12a,12bは外部電極を示す。
なお、積層コンデンサを例に採り説明したが、内部電
極がセラミック層を介して積層される種々の積層セラミ
ック電子部品、例えば積層LC複合部品等においても同様
の問題があった。
本発明の目的は、電極ペーストが印刷された複数枚の
セラミックグリーンシートを高精度に積層することを可
能とする工程を備えたセラミック積層電子部品の製造方
法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、複数の領域に電極ペーストが印刷されてお
り、かつ、前記電極ペーストに対して一定の位置関係に
ある位置に位置決めマークが印刷された矩形のセラミッ
クグリーンシートを用意する工程と、前記セラミックグ
リーンシートを吸引プレート上に載置し、シート押さえ
部材をセラミックグリーンシートに当接させることに該
吸引プレート上でセラミックグリーンシートの皺を除去
して平坦化する工程と、平坦化後に前記シート押さえ部
材をセラミックグリーンシートから離間させる工程と、
平坦化されたセラミックスグリーンシートを吸引チャッ
クに保持し、該吸引チャックにより積層ステージに移送
する工程と、前記積層ステージ上に、平坦化された前記
セラミックグリーンシートを前記位置決めマークを基準
にして積層する工程とを備えることを特徴とする、セラ
ミック積層電子部品の製造方法である。
〔作用〕
吸引プレート上において、セラミックグリーンシート
を吸引すると共に、セラミックグリーンシートの皺を、
上記シート押さえ部材をセラミックグリーンシートに当
接させることにより除去して平坦化する工程を備えるた
め、本発明では、セラミックグリーンシート及び電極ペ
ーストの乾燥状態のばらつきによるセラミックグリーン
シートの皺を確実に除去することができる。
また、上記のようにして平坦化されたセラミックグリ
ーンシートを、位置決めマークを利用して積層ステージ
上において積層するものであるため、電極ペーストを厚
み方向に正確に重なり合わせた状態で複数枚のセラミッ
クグリーンシートを積層することができる。
さらに、焼成に至るまでセラミックグリーンシートを
正確な重なり状態に維持することが可能とされている。
〔実施例の説明〕
以下、実施例を説明することにより本発明を明らかに
する。
まず、セラミックスラリーをシーティングし、得られ
たセラミックグリーンシートを所定の大きさに打ち抜い
て、第６図に示すマザーのセラミックグリーンシート11
を得る。次に、セラミックグリーンシート11の一方表面
に、位置決めマーク12a,12bを印刷する。
次に、第７図に平面図で示すように、セラミックグリ
ーンシート11の一方表面上において、電極ペースト13
を、複数の領域に印刷し乾燥する。この場合、電極ペー
スト13は、位置決めマーク12a,12bに対して所定の位置
関係を有する領域に印刷する。
上記電極ペースト13を、位置決めマーク12a,12bと同
一工程において印刷してもよく、あるいは、電極ペース
ト13を複数の領域に印刷した後に、位置決めマーク12a,
12bを印刷してもよい。
さらに、位置決めマーク12a,12bの平面形状について
は、図示のように十字形の形状に限定されるものでな
く、円あるいは多角形等の任意の形状としてもよい。同
様に、位置決めマーク12a,12bの印刷位置についても、
図示のようにセラミックグリーンシート11の対向するコ
ーナー部分近傍に印刷する必要は必ずしもなく、セラミ
ックグリーンシート11の周縁部分において少なくとも２
箇所に、位置決めマークを形成すればよい。
次に、位置決めマーク12a,12b及び電極ペースト13が
印刷されたセラミックグリーンシート11を、第１図に示
すように吸引プレート14上に載置する。吸引プレート14
は、上面14aに開口した複数の貫通孔14bを有する。貫通
孔14bは、図示しない吸引手段、例えば真空ポンプに接
続されており、セラミックグリーンシート11を、上面14
a上に吸引固定するように構成されている。
位置決めマーク12a及び電極ペースト13が印刷された
セラミックグリーンシート11は、位置決めマーク12a,12
b及び電極ペースト13の乾燥程度にもよるが、図示のよ
うに皺を有することが多い。この現象は、セラミックグ
リーンシート11が薄くなるほど顕著となる。
本実施例では、セラミックグリーンシート11に対して
上方に配置された皺除去手段としてのシート押さえ部材
15を用いて上記皺が除去される。シート押さえ部材15
は、押さえプレート15aと、フィルム15bとからなる。フ
ィルム15bは、例えばポリエチレンテレフタレートまた
はポリプロピレン等の合成樹脂材からなり、図示のよう
に、押さえプレート15aの両端を結んだ環状部材の形態
に構成されている。フィルム15bは、セラミックグリー
ンシート11を平坦化するために設けられているものであ
るため、ある程度の腰を有する厚みに構成されているこ
とが必要である。
セラミックグリーンシート11の平坦化にあたっては、
上記シート押さえ部材15を第１図の矢印方向に降下させ
る。
シート押さえ部材15を降下させるに連れて、フィルム
15bが、中央側からセラミックグリーンシート11の上面
に当接し、押さえプレート15aの降下に従って、フィル
ム15bのセラミックグリーンシート11に当接される領域
が徐々に拡大され、第８図に示すように、セラミックグ
リーンシート11が平坦化される。さらに、吸引プレート
14の上面14aにセラミックグリーンシート11を吸引固定
する。
セラミックグリーンシート11を平坦化した後第９図に
示すように、シート押さえ部材15を再度上昇させる。こ
のようにして、吸引プレート14上において、セラミック
グリーンシート11が平坦化され、皺が除去される。
なお、本実施例では、セラミックグリーンシート11を
吸引固定する吸引プレート14として、複数本の貫通孔14
bが形成されているものを用いたが、これに代えて、微
小孔が多数設けられた多孔プレートを用い、多孔プレー
トの下面側を吸引手段により吸引してもよい。
また、上記のような吸引プレートは、セラミックスや
金属等の剛性材料で構成されていてもよく、あるいはゴ
ム等の弾性材料によって構成されていてもよい。
次に、シート押さえ部材15を側方に移動させ、代わり
に、第10図に示すように、吸引プレート14の上方から吸
引チャック16を降下させる。吸引チャック16は、上下に
移動可能に構成されたロッド16aと、ロッド16aの下端に
固定されたチャック部16bとを有する。チャック部16b
は、下面が平坦面とされており、かつ内面に複数本の吸
引孔16cを有する。吸引孔16cは、図示しない吸引手段、
例えば真空ポンプに接続されている。
また、吸引チャック16の両側縁近傍には、接着剤吐出
ノズル17a,17bが、ノズル開口部が下方に向いた状態で
取付けられている。
吸引プレート14の上面に載置されているセラミックグ
リーンシート11は、上記吸引チャック16に保持される。
この場合、まず、吸引チャック16の下面をセラミックグ
リーンシート11の上面に当接させて、吸引チャック14の
吸引動作を停止した状態で、吸引チャック16における吸
引動作により、セラミックグリーンシート11を吸引チャ
ック16のチャック部16bの下面に吸引保持させる。
ところで、上記吸引チャック16によりセラミックグリ
ーンシートを保持するに際し、本実施例では、セラミッ
クグリーンシート11の上面に形成されている位置決めマ
ーク12a,12b（第６図参照）を基準にして、セラミック
グリーンシート11の上面の正確な位置に、吸引チャック
16のチャック部16bが当接される。すなわち、吸引チャ
ック16のチャック部16bをセラミックグリーンシート11
の正確な位置に当接させるために、カメラ18a,18bによ
り位置決めマーク12a,12bを読み取り、該カメラ18a,18b
で得た位置情報に基づいて、吸引チャック16の降下位置
が設定される。
次に、吸引チャック16が吸引プレート14の上方に移動
され、さらにセラミックグリーンシート11をチャック部
16bの下面に吸引保持した状態のまま、側方に移動され
る。そして、第11図に示す積層ステージ19の上面に、吸
引チャック16が移送される。しかる後、吸引チャック16
を降下させることにより、セラミックグリーンシート11
を、積層ステージ19の上面19aあるいは先に積層されて
いるセラミックグリーンシート11の上面に積層する。積
層に際しては、積層ステージ19の上面19aあるいは先に
積層されていたセラミックグリーンシート11の上面に、
吸引チャック16に保持されていたセラミックグリーンシ
ート11の下面が当接するまで、吸引チャック16を降下さ
せる。しかる後、その状態で吸引チャック16における吸
引動作を停止する。
次に、本実施例では、接着剤吐出ノズル17a,17bか
ら、セラミックグリーンシート11の上面に接着剤を少量
塗布する。最後に、吸引チャック16を、セラミックグリ
ーンシート11の上面から分離するように、吸引チャック
16を上昇させる。
上述した一連の工程を繰り返すことにより、積層ステ
ージ19の上面19a上に、複数枚のセラミックグリーンシ
ート11を積層することができる。また、複数枚のセラミ
ックグリーンシート11は、上述した接着剤吐出ノズル17
a,17bから吐出された接着剤20a,20bにより仮止めされて
いる。すなわち、本実施例では、電極ペースト13との位
置関係が規定されている位置決めマーク12a,12b（第７
図参照）を利用して、吸引チャック16のチャック部16b
の下面にセラミックグリーンシート11を正確な位置関係
に吸引保持し、該セラミックグリーンシート11を積層ス
テージ19上において、上下のセラミックグリーンシート
の電極ペーストが正確に重なり合う位置に積層すること
が可能とされている。のみならず、正確な位置関係に積
層された各セラミックグリーンシート11は、接着剤20a,
20bにより仮止めされる。従って、積層ステージ19上
で、正確な位置関係に積層された複数枚のセラミックグ
リーンシート11が後の工程において側方にずれることは
ない。
なお、上記実施例では、吸引プレート14上において、
セラミックグリーンシート11を吸引チャック16に保持さ
せるに際し、位置決めマーク12a,12bを利用したが、逆
に、積層ステージ19上において、セラミックグリーンシ
ート11を吸引チャック16から分離する際に、位置決めマ
ーク12a,12bに基づく位置情報を利用して、上下の電極
ペーストが正確に重なり合うようにセラミックグリーン
シート11を積層してもよい。
また、代わりに、積層ステージ19側を、位置決めマー
ク12a,12bから得られた位置情報に基づいて移動させて
もよい。要するに、位置決めマーク12a,12bに基づく位
置情報をカメラ18a,18b等の撮像装置及び図示しない画
像処理装置を利用して得、それに基づいて吸引チャック
及び積層ステージの少なくとも一方を正確な位置に位置
決めすることにより、複数枚のセラミックグリーンシー
トを正確に重ね合わせることができる。
また、セラミックグリーンシート11の仮止めのために
用いられる接着剤20a,20bとしては、接着剤中に含まれ
ている溶剤が、セラミックグリーンシート11中の有機バ
インダを溶解しないものであることが好ましい。さもな
いと、セラミックグリーンシート11が溶解し、乾燥に際
して、局所的に収縮が起こり、積層ずれを引き起こすお
それがあるからである。従って、例えばセラミックグリ
ーンシート中のバインダが水溶性酢酸ビニルの場合に
は、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブまたはトルエ
ン等の溶剤を用いた接着剤を用いることが好ましい。
また、セラミックグリーンシート11を積層ステージ19
上で積層するに際し、吸引チャック16により、単に積層
するだけでなく、下方に圧力を加え、圧着してもよい。
さらに、上記実施例では、接着剤20a,20bを用いて、
セラミックグリーンシート11間を積層状態で仮止めした
が、接着剤20a,20bを用いる代わりに、吸引チャック16
あるいは別置きの圧着プレートによりセラミックグリー
ンシート11同士を熱圧着してもよい。この熱圧着は、吸
引チャック16及び積層ステージ16は、例えば50〜100℃
程度の温度に加熱し、10〜100kg/cm2程度の圧力で圧着
することにより行い得る。
〔発明の効果〕
本発明では、シート押さえ部材を用いてセラミックグ
リーンシートの皺が除去されて平坦化されてからセラミ
ックグリーンシートが積層される。また、セラミックグ
リーンシートの積層に際しては、電極ペーストに対して
所定の位置関係にある位置決めマークを利用して電極ペ
ースト同士が正確に重なり合うように積層される。しか
も、積層に際し、セラミックグリーンシート同士が仮止
めされるため、正確な位置関係で積層されたセラミック
グリーンシートが後の工程でずれたりするおそれもな
い。
よって、本発明によれば、電極ペースト同士が正確に
重なり合ったセラミック積層体を得ることができ、それ
によって容量ばらつきや絶縁不良等が生じ難い積層コン
デンサや、種々のセラミック積層電子部品を提供するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の工程においてセラミックグ
リーンシートを平坦化する工程を説明するための断面
図、第２図は従来の製造方法においてセラミックグリー
ンシート上の電極ペースト同士がずれている状態を示す
断面図、第３図はセラミックグリーンシートに反りが生
じている状態を示す断面図、第４図は従来法おいて金型
内において複数のセラミックグリーンシートが側方にず
れている状態を示す断面図、第５図は従来法で得られた
積層コンデンサの略図的平面断面図、第６図は実施例に
おいて用意したマザーのセラミックグリーンシート及び
位置決めマークを示す平面図、第７図は電極ペーストが
印刷されたセラミックグリーンシートを示す平面図、第
８図は皺押さえ部材を当接させてセラミックグリーンシ
ートを平坦化した状態を示す断面図、第９図は第８図の
工程に続いて皺押さえ部材を上昇させた状態を示す断面
図、第10図は平坦化されたセラミックグリーンシート上
に吸引チャックを当接した状態を示す断面図、第11図は
吸引チャックに保持されたセラミックグリーンシートを
積層する工程を説明するための断面図である。 図において、11はセラミックグリーンシート、12a,12b
は位置決めマーク、13は電極ペースト、14は吸引プレー
ト、15は皺押さえ部材、16は吸引チャック、17a,17bは
仮止め用の接着剤を吐出するための接着剤吐出ノズル、
18a,18bはカメラ、19は積層ステージ、19aは上面、20a,
20bは接着剤を示す。
フロントページの続き (72)発明者 岡田 恵一 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−219125（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−166793（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−162710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−65817（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 4/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の領域に電極ペーストが印刷されてお
    り、かつ前記電極ペーストに対して一定の位置関係にあ
    る位置に位置決めマークが印刷された矩形のセラミック
    グリーンシートを用意する工程と、 前記セラミックグリーンシートを吸引プレート上に載置
    し、シート押さえ部材をセラミックグリーンシートに当
    接させることにより該吸引プレート上でセラミックグリ
    ーンシートの皺を除去して平坦化する工程と、 平坦化後に前記シート押さえ部材をセラミックグリーン
    シートから離間させる工程と、 前記平坦化されたセラミックグリーンシートを吸引チャ
    ックに保持し、該吸引チャックにより、吸引プレートか
    ら積層ステージに移送する工程と、 前記積層ステージ上に、平坦化されたセラミックグリー
    ンシートを前記位置決めマークを基準にして積層する工
    程とを備えることを特徴とする、セラミック積層電子部
    品の製造方法。
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