JP2998476B2 - 積層セラミックコンデンサ用グリーン体の製造方法 - Google Patents

積層セラミックコンデンサ用グリーン体の製造方法

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は湿式積層法又は乾式積層
法に適用し得る積層セラミックコンデンサ用グリーン体
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ラジオ、マイクロカセットレコー
ダ、電子チューナ、ビデオカメラ等の超小型化、薄型軽
量電子機器の発展に伴い、回路素子として使用されるコ
ンデンサの小型、大容量化が強く要求されるようになっ
てきた。これらの要求を満足する部品として積層セラミ
ックコンデンサが知られている。この積層セラミックコ
ンデンサを製造するには、最初に、例えば誘電体粉末、
有機バインダ、可塑剤及び有機溶剤からなる誘電体スラ
リーを用いてドクターブレード法により有機フィルム上
に厚さ十数μmのセラミック誘電体グリーンシートを作
製する。次いでこのシート上に間隔をあけて導電性ペー
ストをスクリーン印刷乾燥して複数の内部電極層を形成
する。次に内部電極層が形成されたグリーンシートを複
数枚積み重ね、圧着により積層成形体を作製した後、積
層した内部電極層の単位でチップ状に切断焼成し、最後
にチップ体の両端部に外部電極を形成する。
【0003】一方、コンデンサの小型、大容量化の要求
は最近更に強く、この要求を満たすためには積層数の増
大や誘電体層の薄層化が必要不可欠である。しかし、上
記の方法により大容量の積層セラミックコンデンサを製
造した場合に、積層数が増大すると、図4に示すように
積層後において電極層の厚さの関係から電極層1を形成
している部分2の厚さaが電極層1を形成していない部
分3の厚さbより大きくなる。この状態で加熱圧着によ
り多層に積層しようとすると、電極層の形成部分2の厚
さaと形成していない部分3の厚さbの差により電極層
の形成されていない部分3が圧力不足になる。このため
層間の密着性が劣り、焼成時に電極層と誘電体層間で剥
離現象、いわゆるデラミネーションが発生しやすくなる
などの問題点があった。
【0004】この点を解決するため、図2に示すように
ベースフィルム20上に導電性ペーストを間隔をあけて
印刷乾燥して複数の内部電極層21を形成し、このベー
スフィルム20上の電極層21の間及び電極層21の端
部に誘電体ペーストを印刷乾燥して電極層の厚みと同程
度の厚み調整用誘電体層22を形成した後、厚み調整用
誘電体層22及び内部電極層21の上に誘電体スラリー
による重ね用誘電体層23を形成する積層セラミックコ
ンデンサ用グリーンシートの製造方法が提案されている
(特開平3−74820)。上記製造方法の場合に、導
電性ペーストの印刷パターンと誘電体ペーストの印刷パ
ターンは写真フィルムのネガティブとポジティブの関係
になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平3−7
4820号公報に示される方法は、誘電体スラリーと誘
電体ペーストは同一組成であるため、換言すれば誘電体
スラリーに含まれる有機バインダ及び溶剤と、誘電体ペ
ーストに含まれる有機バインダ及び溶剤とはそれぞれ同
一であって相溶性があるため、積層状態において誘電体
スラリーの溶剤は誘電体ペーストのバインダの一部を溶
解し、誘電体ペーストの溶剤も誘電体スラリーのバイン
ダの一部を溶解しやすい。その結果、厚み調整用誘電体
層22と重ね用誘電体層23の密着度が高まり、積層成
形体の脱バインダ時に内部電極層を形成した導電性ペー
ストのバインダが脱しにくくなる。内部電極層の脱バイ
ンダが妨げられると、脱バインダ時に発生した気泡が積
層成形体の焼成後にそのままコンデンサ内部に残り、デ
ラミネーション、クラック等が発生したり、コンデンサ
を予熱なしではんだ槽に浸漬する程度のサーマルショッ
クを与えたときに劣化を生じたりするなどの問題点が新
たに起きる。
【0006】本発明の目的は、積層後において電極層を
形成している部分の厚さが電極層を形成していない部分
の厚さと同程度になり、積層成形体の脱バインダ時に内
部電極層の脱バインダを妨げず、デラミネーションやサ
ーマルショックレベルでの劣化を生じない積層セラミッ
クコンデンサ用グリーン体の製造方法を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、先
ず誘電体粉末と第1有機バインダと第1溶剤を混練して
誘電体スラリーを調製し、前記誘電体粉末と同一の粉末
と第2有機バインダと第2溶剤を混練して誘電体ペース
トを調製する。次いで、図1に示すように上記誘電体ス
ラリーにより形成された誘電体層10上に導電性ペース
トを間隔をあけて印刷乾燥して複数の内部電極層11を
形成し、内部電極層11を形成した誘電体層10上の電
極層11の間及び電極層11の端部に上記誘電体ペース
トを印刷乾燥して電極層11の厚みと同程度の厚み調整
用誘電体層12を形成する。続いて厚み調整用誘電体層
12及び内部電極層11の上に上記誘電体スラリーによ
る重ね用誘電体層13を形成する。
【0008】別の製造方法として、上記誘電体スラリー
及び誘電体ペーストを調製した後、図2に示すようにベ
ースフィルム20上に導電性ペーストを間隔をあけて印
刷乾燥して複数の内部電極層21を形成し、ベースフィ
ルム20上の電極層21の間及び電極層21の端部に上
記誘電体ペーストを印刷乾燥して電極層21の厚みと同
程度の厚み調整用誘電体層22を形成する。続いて厚み
調整用誘電体層22及び内部電極層21の上に上記誘電
体スラリーによる重ね用誘電体層23を形成する。そし
て本発明の特徴ある構成は、第1溶剤が第2有機バイン
ダに及び第2溶剤が第1有機バインダにそれぞれ相溶性
のないことにある。なお、図1の各層は、図1(d)の
積層グリーン体17を理解しやすくするため、図2より
縮小して示している。
【0009】図2(d)に示されるグリーン体27は、
図3に示す熱プレス機により積層グリーン体28に圧着
される。即ちベースフィルム20の背面側から熱プレス
機の熱盤31をプレス台32上の積層グリーン体28に
重ねてプレスし、誘電体層23、22及び電極層21を
転写する。
【0010】第1有機バインダ、第1溶剤、第2有機バ
インダ及び第2溶剤の具体的な組合わせは、例えば第1
有機バインダがポリビニルアルコール又はポリビニルブ
チラールのいずれかであって、第1溶剤が低級アルコー
ルであるときには、第2有機バインダがセルロース系樹
脂であって、第2溶剤が高鎖状飽和炭化水素である。ま
たこの反対の組合わせでもよい。即ち第2有機バインダ
がポリビニルアルコール又はポリビニルブチラールのい
ずれかであって、第2溶剤が低級アルコールであるとき
には、第1有機バインダがセルロース系樹脂であって、
第1溶剤が高鎖状飽和炭化水素である。なお、誘電体ス
ラリー又は誘電体ペーストの有機バインダとしてアクリ
ル系樹脂を用いた場合には、この樹脂を溶解する溶剤と
相溶性のないポリビニルブチラール又はセルロース系樹
脂を誘電体ペースト又は誘電体スラリーの有機バインダ
として用いることもできる。ここで、上記低級アルコー
ルとして炭素数2〜6の炭化水素が例示され、高鎖状飽
和炭化水素として炭素数8〜12の炭化水素(オクタ
ン、ノナン、デカン、ウンデカン及びドデカン)が例示
される。
【0011】
【作用】誘電体層10又はベースフィルム20の上に形
成された厚み調整用誘電体層12,22に含まれる誘電
体ペーストの第2溶剤が重ね用誘電体層13,23又は
誘電体層20に含まれる第1有機バインダの一部を溶解
しなくなるため、同じく重ね用誘電体層13,23又は
誘電体層20に含まれる第1溶剤が厚み調整用誘電体層
12,22に含まれる第2有機バインダの一部を溶解し
なくなるため、重ね用誘電体層13,23又は誘電体層
20と厚み調整用誘電体層12,22との間で多少の隙
間を生じる。その結果、積層成形体の脱バインダ時に内
部電極層11,21の脱バインダを妨げないので、積層
セラミックコンデンサの内部に気泡が残らない。
【0012】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。本発明はこの実施例に限定されるものではない。 <実施例>リラクサ系誘電体粉末100重量部に対し
て、ポリビニルブチラール樹脂10重量部を配合した
後、溶剤としてブタノール50重量部を添加してボール
ミルで混練し、誘電体スラリーを調製した。この誘電体
スラリーは図1(d)に示す下カバー用誘電体層10、
重ね用誘電体層13及び上カバー用誘電体層14を形成
するために用いられる。一方、上記粉末と同じリラクサ
系誘電体粉末100重量部に対して、エチルセルロース
樹脂12重量部を配合した後、溶剤として炭素数が12
のドデカンを60重量部添加して同様に混練し、誘電体
ペーストを調製した。この誘電体ペーストは図1(c)
の拡大図に示す厚み調整用誘電体層12を形成するため
に用いられる。
【0013】次いで、台板16の上に上記誘電体スラリ
ーを印刷し、乾燥した。所定の厚さになるようにこの誘
電体スラリーの印刷乾燥を繰返し行い、図1(a)に示
すように下カバー用誘電体層10を形成した。次に複数
積み重ねた誘電体層10の上に市販のAgを含む導電性
ペーストをポジティブのパターンでスクリーン印刷し、
乾燥して複数の内部電極層11を間隔をあけて形成し
た。続いて、図1(b)に示すように電極層11の間及
び電極層11の端部に上記誘電体ペーストを前記ポジテ
ィブのパターンに対応するネガティブのパターンでスク
リーン印刷し、電極層11とほぼ同じ厚さになるように
厚み調整用誘電体層12を形成した。図1(c)に示す
ようにこの誘電体層12と電極層11の上に上記誘電体
スラリーを印刷乾燥して重ね用誘電体層13を形成し
た。図1(d)に示すように電極層11と誘電体層12
と誘電体層13の層形成を繰返し行った後、上記誘電体
スラリーを所定の厚さになるように印刷と乾燥を繰返し
て上カバー用誘電体層14を形成した。これにより積層
セラミックコンデンサ用グリーン体17を得た。このグ
リーン体をチップ状に切断し、更にチップ体を焼成し、
チップ体の両端部に外部電極を形成してチップ型積層セ
ラミックコンデンサを作製した。
【0014】<比較例>誘電体ペーストの有機バインダ
及び溶剤を上記誘電体スラリーと同じものを用いた以外
は、実施例と同様にしてチップ型積層セラミックコンデ
ンサを作製した。
【0015】<サーマルショック試験>実施例と比較例
のチップコンデンサをサーマルショック試験によりそれ
ぞれ評価した。即ちチップコンデンサを1個ずつピンセ
ットでつかみ、これを予熱せずにチップ端部を350℃
のSn60/Pb40の共晶はんだ槽に1秒間浸漬した
後、引上げた。この試料を濃硝酸中で20分間煮沸し、
外部電極を溶解させた。実施例及び比較例のチップコン
デンサをそれぞれ100個ずつ試験し、外部電極跡のチ
ップ体にクラックが発生しているか否かを調べた。その
結果、比較例のチップコンデンサには83個クラックが
発生していたのに対して、実施例のチップコンデンサに
は全くクラックが発生していなかった。
【0016】なお、上記例では湿式積層法によりグリー
ン体を作製したが、本発明の製造方法は、上記例に限ら
ず、乾式積層法にも適用することができる。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の厚み調整用
誘電体層を形成するために用いる誘電体ペーストの溶剤
が上下カバー用誘電体層及び重ね用誘電体層を形成する
ために用いる誘電体スラリーの有機バインダの一部を溶
解しないため、またこの誘電体スラリーの溶剤が上記誘
電体ペーストの有機バインダの一部を溶解しないため、
重ね用誘電体層と厚み調整用誘電体層の間に多少の隙間
が生じ、脱バインダ時に内部電極層の脱バインダが妨害
されなくなる。従って、脱バインダ後にこのグリーン体
の内部に気泡を残さず焼成して積層セラミックコンデン
サが得られることからサーマルショックレベルの劣化を
改善することができる。また、積層成形体において電極
層の形成部分と電極が形成されていない部分との凹凸が
なくなり、内部構造が良好で信頼性に優れた積層セラミ
ックコンデンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の湿式積層法によるグリーン体の製造を
説明する断面図。
【図2】本発明の乾式積層法によるグリーン体の製造を
説明する断面図。
【図3】その乾式積層法によるグリーン体を積層グリー
ン体に熱プレスする状況を示す断面図。
【図4】従来の積層グリーン体の断面図。
【符号の説明】
10 下カバー用誘電体層 11 内部電極層 12 厚み調整用誘電体層 13 重ね用誘電体層 14 上カバー用誘電体層 20 ベースフィルム 21 内部電極層 22 厚み調整用誘電体層 23 重ね用誘電体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 昌之 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱マテリアル株式会社 セラミックス 研究所内 (56)参考文献 特開 平3−74820(JP,A) 特開 平2−117113(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 4/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体粉末と第1有機バインダと第1溶
    剤を混練して誘電体スラリーを調製する工程と、 前記誘電体粉末と同一の粉末と第2有機バインダと第2
    溶剤を混練して誘電体ペーストを調製する工程と、 前記誘電体スラリーにより形成された誘電体層(10)上又
    はベースフィルム(20)上に導電性ペーストを間隔をあけ
    て印刷乾燥して複数の内部電極層(11,21)を形成する工
    程と、 前記内部電極層を形成した誘電体層(10)上又はベースフ
    ィルム(20)上の前記電極層(11,21)の間及び電極層(11,2
    1)の端部に前記誘電体ペーストを印刷乾燥して前記電極
    層(11,21)の厚みと同程度の厚み調整用誘電体層(12,22)
    を形成する工程と、 前記厚み調整用誘電体層(12,22)及び内部電極層(11,21)
    の上に前記誘電体スラリーによる重ね用誘電体層(13,2
    3)を形成する工程とを含む積層セラミックコンデンサ用
    グリーン体の製造方法において、 前記第1溶剤が前記第2有機バインダに及び前記第2溶
    剤が前記第1有機バインダにそれぞれ相溶性のないこと
    を特徴とする積層セラミックコンデンサ用グリーン体の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 第1有機バインダがポリビニルアルコー
    ル又はポリビニルブチラールのいずれかであって、第1
    溶剤が低級アルコールであって、かつ第2有機バインダ
    がセルロース系樹脂であって、第2溶剤が高鎖状飽和炭
    化水素である請求項1記載の積層セラミックコンデンサ
    用グリーン体の製造方法。
  3. 【請求項3】 第2有機バインダがポリビニルアルコー
    ル又はポリビニルブチラールのいずれかであって、第2
    溶剤が低級アルコールであって、 第1有機バインダがセルロース系樹脂であって、第1溶
    剤が高鎖状飽和炭化水素である請求項1記載の積層セラ
    ミックコンデンサ用グリーン体の製造方法。
  4. 【請求項4】 低級アルコールが炭素数2〜6の炭化水
    素であって、高鎖状飽和炭化水素が炭素数8〜12の炭
    化水素である請求項2記載の積層セラミックコンデンサ
    用グリーン体の製造方法。
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