JP3102603B2 - セラミックグリーンシート積層圧着方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一部に電極パターンを
有するセラミックグリーンシートを積層して、積層セラ
ミックコンデンサーや積層セラミックインダクター等の
電子部品を製造するに当り、セラミックグリーンシート
を積層し、圧着する方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層電子部品の最も代表的な例である積
層セラミックコンデンサは、内部電極を有する誘電体セ
ラミック層が多数積み重ねられ、内部電極が積層体の端
面に交互に引き出されている。そして、これらの内部電
極が引き出された積層体の端面に外部電極が形成されて
いる。

【０００３】このような積層セラミックコンデンサは、
例えば、図５に示すような層構造を有する。すなわち、
内部電極５５、５６を有する誘電体層５１、５１…が図
５で示す順序に積層され、さらにその両側に内部電極が
形成されてない誘電体層５７、５８が複数層積み重ねら
れる。そして、このような積層体の内部電極５５、５６
が露出した端面に図示されてない外部電極が形成され
る。

【０００４】このような積層セラミック電子部品は、通
常、図５に示すような部品１個単位が個々に製造される
訳ではなく、実際は次に示すような製造方法がとられ
る。すなわち、まず微細化したセラミック粉末と有機バ
インダーとを混練してスラリーを作り、これをドクター
ブレード法によって支持フィルム上に薄く展開し、乾燥
し、セラミックグリーンシートを作る。次に、このセラ
ミックグリーンシートを支持フィルムの上に載ったまま
所望の大きさに切断し、その片面にスクリーン印刷法に
よって導電ペーストを印刷し、乾燥する。これにより、
図６で示すように、縦横に複数組分の内部電極パターン
２ａ、２ｂが配列されたセラミックグリーンシート１
ａ、１ｂが得られる。

【０００５】次に、図６に示すように、前記内部電極パ
ターン２ａ、２ｂを有する複数枚のセラミックグリーン
シート１ａ、１ｂを積層し、さらに、内部電極パターン
２ａ、２ｂを有しない何枚かのセラミックグリーンシー
ト１、１を上下に積み重ね、さらにこれらを圧着し、積
層体を作る。ここで、前記セラミックグリーンシート１
ａ、１ｂは、内部電極パターン２ａ、２ｂが長手方向に
半分の長さ分だけずれたもの１ａ、１ｂを交互に積み重
ねる。その後、この積層体を所望のサイズに切断して、
積層生チップを製作し、この生チップを焼成する。こう
して得られた積層チップは、両端面に交互に露出した電
極１２ａ、１２ｂを有する立方体形の積層体である。次
に、この焼成済みの積層チップの両端に導電ペーストを
塗布し、焼付けることにより、両端に電極端子が形成さ
れ、積層セラミックコンデンサが完成する。

【０００６】ここで、前記のセラミックグリーンシート
を積層し、圧着する工程では、図３に示すような積層圧
着装置が用いられ、まずセラミックグリーンシート１を
本圧着する前に、積層体の搬送時に生じるセラミックグ
リーンシート１のズレ等を防止し、セラミックグリーン
シート１を精度よく積層するため、セラミックグリーン
シート１を積層しながら仮圧着する。この積層圧着装置
は、加圧板７と積層台３とを上下に対向させ、上方の加
圧板７を油圧等で昇降させる装置である。図３におい
て、符号３は、先端に加圧板７を固定した油圧シリンダ
ー（図示せず）のプランジャーである。これらの加圧板
７と積層台３とは、各々ヒーター１０、１２が備えら
れ、これによって、それらの板面が例えば６０℃程度の
温度に加温される。また、積層台３の板面から位置決め
ピン４が突設され、加圧板７には、その下降時に前記位
置決めピン４を受けるピン受穴８が設けられている。

【０００７】積層台３から突設された前記位置決めピン
４に合わせて、支持フィルム１１付のセラミックグリー
ンシート１に位置決め孔を設けておき、この位置決め孔
に前記位置決めピン４が貫通するよう、支持フィルム１
１を上側に向けて積層台３の板面上に前記支持フィルム
１１付きのセラミックグリーンシート１を置く。そし
て、上方の加圧板７を下降させて、支持フィルム１１の
上からセラミックグリーンシート１を軽く加圧し、圧着
する。次いで、加圧板７を上昇させて、支持フィルム１
１をセラミックグリーンシート１から剥離する。次ぎ
に、支持フィルム１１が上向きになるように別の支持フ
ィルム１１付きセラミックグリーンシート１を重ね、ま
た、前記加圧板７で軽く圧着した後、支持フィルム１１
をセラミックグリーンシートから剥離する。この動作を
繰り返すことにより、複数のセラミックグリーンシート
１が積層、圧着された積層体が構成される。

【０００８】なお、図３（ａ）は、下層のセラミックグ
リーンシート１が積層される状態を、同図（ｂ）は、さ
らに積層が進み、より上層のセラミックグリーンシート
１が積層された状態で加圧される状態を示す。セラミッ
クグリーンシート１は加温されると可撓性が増し、粘着
性も向上するため、積層されたセラミックグリーンシー
ト１が確実に密着する。仮圧着された積層体は、敷板を
介して複数枚重ねられ、より高い圧力で本圧着装置によ
って圧着される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の積層圧着方
法と装置によりセラミックグリーンシート１を積層し、
仮圧着すると、下層のセラミックグリーンシート１程、
加温されたまま何度も繰り返し加圧される。このため、
図３（ａ）で示すように、下層のセラミックグリーンシ
ート１は、その中央部と周辺部とで伸びる割合が大きく
異なり、セラミックグリーンシート１に形成されたパタ
ーンがずれ、いわゆる積層ずれを生ずる。この積層ずれ
を起こした状態を図４に模式的に示すが、一般的には、
同図のように、下層のセラミックグリーンシート１に印
刷された外側の内部電極パターン２ａが外側にずれる。
このような積層ずれを生じた場合、外観からはこのずれ
を確認することが出来ない。そして、この積層体を定め
られた寸法で等間隔に切断すると、個々に切断されたチ
ップ内の内部電極パターン１ａ、１ｂがチップの中央に
位置することなく、最悪の場合は内部電極パターン１
ａ、１ｂがチップの側面に露出することもある。また、
内部電極パターン１ａ、１ｂがチップの側面に露出しな
いまでも、それらのチップの一方に偏り過ぎて、他方の
側の外部電極と近くなるため、出来上がった積層セラミ
ックコンデンサーの耐電圧や耐湿性が悪くなり、製品と
しての信頼性を損ねたりすると言う課題があった。

【００１０】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
課題に鑑み、セラミックグリーンシートを積層しながら
圧着する時の下層側のセラミックグリーンシートの伸び
を防止し、積層精度の高いセラミックグリーンシートの
積層体が得られるセラミックグリーンシート積層圧着方
法及びその装置を提供する事にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、前記目的を達
成するための本明で採用した手段の要旨は、積層台上で
セラミックグリーンシートを順次積層しながら、加圧板
で前記積層したセラミックグリーンシートを積層台との
間で加圧するセラミックグリーンシート積層圧着方法に
おいて、積層台の板面を冷却し、加圧板の板面を加温す
ることを特徴とするセラミックグリーンシート積層圧着
方法である。さらに、セラミックグリーンシートを順次
積層する積層台と、該積層台の上方に対向して配置さ
れ、同積層台上に積層されたセラミックグリーンシート
を加圧する加圧板とを備えるセラミックグリーンシート
積層圧着装置において、前記積層台にその板面を冷却す
る冷却器を設け、加圧板にその板面を加温するヒーター
を設けたこと特徴とするセラミックグリーンシート積層
圧着装置である。

【００１２】

【作用】本方法によれば、加圧される最上層のセラミッ
クグリーンシートは加温された加圧板と直に接触するの
で、セラミックグリーンシートも加温され、可撓性と粘
着性が増加する。そして、この最上層のセラミックグリ
ーンシートは、その加温状態で加圧されるので、接着力
が付与され、その下層側のセラミックグリーンシートに
確実に接着される。一方、既に積層され、仮圧着された
下層側のセラミックグリーンシートは、冷却された積層
台上にあるので、加温されず冷却されている。セラミッ
クグリーンシートが冷却されると、その可撓性が減じ、
厚み方向に圧力が加えられたときの伸びが小さくなる。
このようにして接着時のみ加温し、繰り返し加圧される
時は冷却状態に保つ事によって、セラミックグリーンシ
ートを伸びを防止する作用がある。特に、下層に積層さ
れ、繰り返し圧力を受ける下層のセラミックグリーンシ
ート程積層台側で冷却されるため、伸びが抑制される。

【００１３】

【実施例】次ぎに、本発明の実施例について詳細に説明
する。図１は、本発明によるセラミックグリーンシート
の積層圧着装置の概要を示すもので、同図（ａ）は、下
層のセラミックグリーンシート１が積層される状態を、
同図（ｂ）は、さらに積層が進み、より上層のセラミッ
クグリーンシート１が積層された状態で加圧される状態
を示している。この積層圧着装置は、基本的には従来の
装置と同じであり、加圧板７と積層台３とを上下に対向
させ、上方の加圧板７を油圧等で昇降させる装置であ
る。ここで、前記従来の装置と異なるのは、加圧板７に
は、ヒーター１０が備えられ、これによって、その板面
が例えば６０℃程度の温度に加温されるが、積層台３側
には、冷却器５が備えられ、これによって、その板面が
例えば２０℃程度の温度に維持される。なお、図３にお
ける符号４は、積層台３の板面から突設された位置決め
ピンであり、符号８は、加圧板７の下降時に前記位置決
めピン４を受けるため、加圧板７の下面に設けられたピ
ン受穴８である。

【００１４】この積層圧着装置を用いてセラミックグリ
ーンシート１を積層し、圧着する場合は、基本的には既
に述べた従来の方法と同様である。すなわち、積層台３
から突設された前記位置決めピン４に合わせて、支持フ
ィルム１１付のセラミックグリーンシート１に位置決め
孔を設けておき、この位置決め孔に前記位置決めピン４
が貫通するよう、支持フィルム１１を上側に向けて積層
台３の板面上に前記支持フィルム１１付きのセラミック
グリーンシート１を置く。そして、上方の加圧板７を下
降させて、支持フィルム１１の上からセラミックグリー
ンシート１を軽く圧着する。次いで、加圧板７を上昇さ
せて、支持フィルム１１をセラミックグリーンシート１
から剥離する。次ぎに、支持フィルム１１が上向きにな
るように別の支持フィルム１１付きセラミックグリーン
シート１を重ね、また、前記加圧板７で軽く圧着した
後、支持フィルム１１をセラミックグリーンシートから
剥離する。この動作を繰り返すことにより、複数のセラ
ミックグリーンシート１が積層、圧着された積層体が構
成される。但し本発明では、積層台３側ではかその板面
を２０℃程度の温度に維持し、特に下層のセラミックグ
リーンシート１を冷却しながら、積層、圧着する点が前
記従来の方法と異なる。

【００１５】次ぎに、例えば積層インダクタを製造する
場合を例として、本発明の具体例について詳細に説明す
る。Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト原料粉末とポリビニルブチ
ラール系のバインダーとを混練してスラリーを作り、こ
れを長尺なポリエチレンテレフタレート支持フィルム上
に、薄く連続して塗布した。これを乾燥し、１１０ｍｍ
角の寸法に支持フィルムごとセラミックグリーンシート
を切断した。この支持フィルム付グリーンシートに４０
００個のスルーホールを形成したものと、形成しないダ
ミーシートを用意した。このスルーホールは、コイル導
体の接続用に用いられる。次いで、Ａｇペーストを用
い、前記スルーホールを形成した支持フィルム付セラミ
ックグリーンシートの主面に、コイルを形成するための
コの字状パターンを印刷した。さらに、全ての支持フィ
ルム付グリーンシートに、積層圧着装置の積層台３上か
ら突設された位置決めピン４の位置に合わせて、位置決
め孔を設けた。

【００１６】そして、既に説明した図１の積層圧着装置
を用い、ヒーター１０でその加圧板７の板面を約６０℃
に加温すると共に、冷却器５に冷却水として水道水を循
環させて、積層台３の板面を２０℃の冷却状態に保っ
た。まずスルーホールが形成されていないダミーシート
を、位置決めピン４を基準として、支持フィルム側を上
側にして積層台３の上に置き、加圧板７を下降させて軽
く加圧し、その後同加圧板７を上昇させた。その後、セ
ラミックグリーンシートから支持フィルムを剥離した。
これを５回繰り返し、５枚のダミーシートを積層し、仮
圧着した。その後、コイル導体が印刷された支持フィル
ム付きセラミックグリーンシートをその上に重ね、圧着
し、支持フィルムを剥離するという動作を４０回繰り返
し、コイル導体が印刷された支持フィルム付きセラミッ
クグリーンシートを４０枚積層し、圧着した。そのた
後、再びダミーシートを５枚積層し、仮圧着した。この
仮圧着された積層体を、別に設けた本圧着機によって、
より高い圧力で本圧着した。

【００１７】こうして得られた積層体を模式的に図２に
示す。同図に示すように、積層体の上側の層と下側の層
との内部電極パターン２ａのずれは少なく、実際の例で
は、０．０５５ｍｍの差が観測されただけである。ま
た、このような積層体を所定のチップ寸法に切断した
後、無作為に２００個抜き取り、中央で分割し、分割面
の導体位置を目視検査した結果、規格外のものは皆無で
あった。

【００１８】次ぎに、比較のため、前記の実施例に於い
て、積層台３にヒータ１３を設置した図３で示すような
従来の積層圧着装置を用い、積層台３の板面の温度を加
圧板７の板面の温度と同じ６０℃に保ち、セラミックグ
リーンシートを積層し、仮圧着しらこと以外は、同実施
例と同様にして積層体を作った。その結果、積層体の上
側の層と下側の層との内部電極パターン２ａのずれは前
記実施例に比べて大きく、実際の例では、１．３６ｍｍ
であった。また、得られた積層体を所定のチップ寸法に
切断した後、無作為に２００個抜き取り、中央で分割
し、分割面の導体位置を目視検査した結果では、規格外
のものが４個あった。

【００１９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、セ
ラミックグリーンシートを積層しながら圧着する時の下
層側のセラミックグリーンシートの伸びを防止し、積層
精度の高いセラミックグリーンシートの積層体が得られ
るセラミックグリーンシート積層圧着方法と装置を提供
する事ができ、電子部品の小型化に伴う積層精度の向上
に貢献する効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すセラミックグリーンシー
トの積層圧着装置の概略図である。

【図２】本発明の実施例により得られたセラミックグリ
ーンシート積層体の積層状態を示す模式図である。

【図３】従来例を示すセラミックグリーンシートの積層
圧着装置の概略図である。

【図４】同従来例により得られたセラミックグリーンシ
ート積層体の積層状態を示す模式図である。

【図５】積層セラミックコンデンサの層構造の例を示す
分解斜視図である。

【図６】従来例によるセラミックグリーンシートの積層
順序を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ セラミックグリーンシート ３ 積層台 ４ 位置決めピン ５ 冷却器 ７ 加圧板 ８ ピン受け穴 ９ ヒーター

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層台上でセラミックグリーンシートを
   順次積層しながら、加圧板で前記積層したセラミックグ
   リーンシートを積層台との間で加圧するセラミックグリ
   ーンシート積層圧着方法において、積層台の板面を冷却
   し、加圧板の板面を加温することを特徴とするセラミッ
   クグリーンシート積層圧着方法。
2. 【請求項２】 セラミックグリーンシートを順次積層す
   る積層台と、該積層台の上方に対向して配置され、同積
   層台上に積層されたセラミックグリーンシートを加圧す
   る加圧板とを備えるセラミックグリーンシート積層圧着
   装置において、前記積層台にその板面を冷却する冷却器
   を設け、加圧板にその板面を加温するヒーターを設けた
   こと特徴とするセラミックグリーンシート積層圧着装
   置。