JP3238780B2

JP3238780B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP3238780B2
Application number: JP03201093A
Authority: JP
Inventors: 弘司天野; 康太郎小倉
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1993-02-22
Filing date: 1993-02-22
Publication date: 2001-12-17
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JPH06251983A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック積層コンデ
ンサ、バリスタ、サーミスタ等のセラミックグリーンシ
ートを積層してなる電子部品の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】セラミック積層コンデンサの製造方法と
して、例えば、特開昭６１−１５９７１９号公報では、
それぞれ内部電極を形成したセラミックグリーンシート
を積層させて金属製の枠体に保持させ、この枠体で囲ま
れた領域を可撓性を有するシートで覆い、この領域内の
空気を真空にて抜き取って密封し、その後静水圧プレス
にて加圧する方法を提案している。

【０００３】また、特開平２−３０５４１９号公報で
は、それぞれ内部電極を形成したセラミックグリーンシ
ートを積層させて金属製の枠体に保持させ、この枠体ご
と積層セラミックグリーンシートを可撓性を有する袋に
入れた状態で真空状態に保持して前記積層間の空気を抜
き取り、その後、この真空包装したものを常圧中で加圧
圧着する方法を開示している。

【０００４】その後、対の内部電極部の端面がチップの
対峙する側面に現れるように前記圧着後のセラミックグ
リーンシートの積層体を所定の寸法のチップに切断し、
その各内部電極部の端面に電気的に接続する外部電極を
塗布形成してから焼成するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
各先行技術では、真空包装にて、セラミックグリーンシ
ートの積層間の空気の抜き取りが不完全であると、後工
程で前記積層体を静水圧プレス（加圧）しても積層間に
残る気泡のため、後工程の加熱にて残留気泡が膨張して
層間剥離（デラミネーション）が発生し易いという問題
があった。

【０００６】また、枠体が金属製であるため、静水圧プ
レスすると、積層体の表面と枠体の表面が密着し易く、
枠体から積層体を取り出すとき、前記密着部で積層体が
変形して不良品の発生が多くなり、製品歩留りが悪くな
るという問題もあった。

【０００７】本発明は、これらの問題を解決することを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方
法の発明は、「多孔質材からなる敷板または枠体の治具
における平面状表面に敷粉を塗布するか又は離型紙を敷
設する工程と、この治具にセラミックグリーンシートの
積層体を治具における平面状表面に密接するようにセッ
トする工程と、この積層体と治具とを可撓性の被覆袋体
内に密封した状態にて静水圧プレスする工程とからな
る。」ものである。

【０００９】そして、請求項２に記載の発明では、「前
記被覆袋体内に前記積層体と前記治具とをセットして入
れた状態で被覆袋体を真空密封し、次いで、前記被覆袋
体を密封した状態にて静水圧プレスする工程を行う。」
ものである。

【００１０】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明すると、積層セラミックコンデンサは、表面に内部電
極を印刷形成したセラミック誘電体を積層し、内部電極
の端部をコンデンサチップの両端における外部電気的に
接続してなるものであり、図１及び図２に示す積層体１
は、セラミック誘電体となる酸化チタンやチタン酸バリ
ウムを主成分とするセラミック誘電材料を平面視矩形状
の平板状に形成した未焼成状態の、いわゆるセラミック
グリーンシート２の広幅表面に銀−パラジュウム系又は
Ｐｄの金属等からなる内部電極３を印刷したものを複数
枚積層してなる。この積層体１は後に複数個のコンデン
サチップに分割すべく、積層体１の厚さ方向（短軸方
向）に切断される。

【００１１】前記積層体１をセットするための治具とし
ての第１実施例は、底板付きの枠体４であって、連続気
泡の多孔質材料からなる枠体４は、偏平な上面開放状の
箱体であって、前記積層体１が収納できる収納部５を有
する。

【００１２】この枠体４は、後述する静水圧プレスの加
圧により変形し難いものであり、また耐熱性を有し、熱
膨張率の小さい材料からなる。例えば、β−ワラストナ
イト、マイカ、アルミナ、珪酸質材料等の材料にて多孔
質に形成する。また、Ca・nSiO₂系、Al₂O-TiO₂系、K₂
O ・nAl₂O₃系のセラミックス粉末を低密度で加圧成形し
て焼成することで連続気泡の多孔質焼結体となる。な
お、金属繊維を圧縮成形した後、所定温度、所定雰囲気
中で焼結すると、繊維焼結体となり、同じく連続気泡の
多孔質体となる。多孔質材料としては、有機質材料であ
っても良い。

【００１３】また、セラミックグリーンシート２の積層
状への圧着、即ち、積層体１を枠体４にセットしたまま
の状態で静水圧プレス作業するときには、一般に、グリ
ーンシート２中に含まれるバインダのガラス転移点以上
の温度に加熱した状態で加圧が実行されるので、このと
きには、枠体４が耐熱性を有し、熱膨張率の小さい材料
からなることが好ましい。

【００１４】製造方法の第１実施例としては、図２に示
すように、前記の枠体４の収納部５の内表面（底面及び
４周面）に、まず敷粉としての微粉タルク６を塗布す
る。次いで、前記収納部５内に積層体１を、当該積層体
１が収納部５における平面状の内底面に密接するように
して収納（セット）し、この積層体１を収納した状態の
枠体１をナイロン製等の可撓性を有する被覆袋体７内に
入れ、これを真空槽８内の載置台９に載置する。このと
き、被覆袋体７の開口部７ａを封緘台１０上に載せる。

【００１５】そして、真空ポンプ１１を作動させ、被覆
袋体７内の空気を抜き、積層体１内の積層部に存在する
気泡を脱泡させる（図３参照）。しかる後、ヒートシー
ル体１２を封緘台１０に向かって押圧して被覆袋体７の
開口部７ａを真空密封する。

【００１６】次いで、前記真空槽８から取り出した前記
真空密封済みの被覆袋体７の外側を、もう１つの外袋体
１３にて覆って、その開口部を図示しないヒートシール
装置にて密封し、次いで、前記外袋体１３と被覆袋体７
とで二重に密封した枠体４と積層体１とを図４に示すよ
うに、静水圧プレス装置１４の作業室１５内に収納し、
図５に示すような所定の昇圧プロセス（プログラム）に
て、静水圧の加圧を実行する。

【００１７】即ち、静水圧プレス装置１４における大口
径の作業室１５と小口径の加圧部１６とを閉止弁２０付
きの連通管１７にて連通させ、内部に水または油等の加
圧流体１８を充満させ、加圧部１６における加圧プラン
ジャ１９に所定の加圧力を加えると、加圧流体１８を介
して前記作業室１５内の物体にはＸＹＺの三方向から等
しい圧力が作用することになり、セラミックグリーンシ
ート２の積層状の圧着を実行することができる。

【００１８】ところで、前記実施例では、底板付きの枠
体４内に積層体１が収納されているので、前記静水圧が
掛かると、当該積層体１には枠体４の収納部５の開口側
からの圧力を受け、積層体１をその広幅面に直角方向
（積層の厚さ方向）に圧縮することになり、複数枚のセ
ラミックグリーンシート２を積層状に圧着する。このと
き、積層したセラミックグリーンシート２の層間に残留
していた気泡（空気）は、多孔質材から成る枠体４の内
部に移行して吸収されることになり、層間剥離（デラミ
ネーション）の発生原因となるセラミックグリーンシー
ト２の層間の残留気泡を略完全に無くすることができ
る。

【００１９】また、枠体４の収納部５の平面視形状を積
層体１の平面視形状に略等しく（若干大きく）形成して
おけば、積層したセラミックグリーンシート２が層間で
横ずれし難くなるので、後工程でのチップ片への切断時
に不良の発生率も減少させることができる。

【００２０】さらに、枠体４が多孔質材で形成されてい
るため、その収納部５の表面の凹凸（表面粗さ）が大き
い。従って、当該収納部５の表面に積層体１を直接接触
させると、後の加圧（静水圧プレス）にて、積層体１が
枠体４の収納部５内に付着（密着）して外すことが困難
になり、無理な外力で積層体１を外そうとすると、積層
体１が崩れる等の不都合が発生する。

【００２１】その不都合を回避すべく、枠体４の収納部
５表面に予め微分タルク６を塗布しておくことで、静水
圧プレス後に枠体４から積層体１を外すことが至極容易
となるのである。

【００２２】図５は、前記底板付きの枠体４に代えて、
多孔質材から成る平面板状の敷板２２を使用した第２実
施例を示し、この敷板２２の形状は、積層体１の平面視
形状よりやや大きく形成しておき、敷板２２における平
面状表面に微分タルク６を塗布した後に、セラミックグ
リーンシート２の積層体１を、当該積層体１が敷板２２
における平面状表面に密接するように載置（セット）す
るものである。

【００２３】その後の工程は前記実施例と同じく、被覆
袋体７に挿入した状態で真空引きし、被覆袋体７の開口
部７ａを真空密封した後、必要に応じて再度外袋体１３
に入れて密封し、次いで、静水圧プレスを実行する。

【００２４】この第２実施例では、前記真空引き及びヒ
ートシール（密封作業）に際して敷板２２及び積層体１
が水平状になるように姿勢保持した状態で行うことによ
り、被覆袋体７が敷板２２及び積層体１の外周面に密着
し、セラミックグリーンシート２の積層間の横ずれ移動
及び敷板２２の表面に対する積層体１全体の横ずれ移動
も防止できる。

【００２５】表１は、従来の緻密な金属製の敷板（枠
体）を使用した従来例と本発明の多孔質材の敷板２２
（枠体４）を使用した場合とのデラミネーション発生率
の比較である。この比較実験例において、静水圧プレス
の工程の前に真空引きすること、二重に袋体で密封する
こと等の条件を同一とする。また、加圧時間とは、図６
に示すように、最高圧力の保持時間Ｔ（単位、分）をい
う。

【００２６】デラミネーション発生率は、積層体１を静
水圧プレスした後、所定のコンデンサチップの大きさに
分断（切断）して最終製品（外部電極形成済）としたチ
ップ片（資料数）１００個を電気特性検査し、そのうち
の不良品の数をカウントしたものである。表１中、括弧
内の数字は底板付き枠体４を使用した場合を示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】また、表２は、敷板２２に積層体１を、当
該積層体１が敷板２２における平面状表面に密接するよ
うにしてセットした場合であって、前記真空引き後に静
水圧プレスを実行した後の積層体１の平面視形状の変形
率を示したもので、静水圧プレスの最高加圧圧力は300K
g/cm²，その加圧保持時間は３分である。資料は、１辺
１５０mm角の積層体１であり、その各辺Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
（図７参照）の長さの伸縮率を変形率として表２に示
す。資料数は１０個であり、平均値を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２の結果から理解できるように、本発明
の製造方法による場合の方が変形率がきわめて小さくな
り、従って、後にコンデンサチップ片に切断するときの
不良率の発生も少なくすることができると言う効果を奏
する。

【００３１】なお、図８は、多孔質材料からなる枠体２
３であって、上下両面に収納部５，５を形成するため、
枠体２３の中間に仕切り板２３ａを一体的に形成したも
ので、前記上下両収納部５，５内周面に微分タルク６を
塗布した後にセラミックグリーンシート２の積層体１
を、当該積層体１が収納部５における平面状の内底面に
密接するようにしてセットする第３実施例を示す。後の
工程は前記第１実施例と同じである。

【００３２】さらに、枠体４，２３または敷板２２に積
層体１を、当該積層体１が枠体４，２３または敷板２２
における平面状の表面に密接するようにしてセットした
後、真空引きしないで被覆袋体７に密封し、必要に応じ
てさらに外袋体１３にて密封し、次いで静水圧プレスの
工程を実行するようにしても良い。

【００３３】この場合であっても、積層したセラミック
グリーンシート２の層間に残留していた気泡（空気）
は、多孔質材から成る枠体４の内部に移行して吸収され
ることになり、層間剥離（デラミネーション）の発生原
因となるセラミックグリーンシート２の層間の残留気泡
を略完全に無くすることができる。

【００３４】前記枠体４，２３または敷板２２に積層体
１を、当該積層体１が収納部５における平面状の内底面
に密接するようにしてセットするに際して、後の積層体
の取り出しを容易にするために塗布する微分タルクに代
えて、多孔質の離型紙を枠体４，２３または敷板２２と
積層体１との接当面の間に介在させても良い。

【００３５】密封するための袋体を二重にすることは、
前記静水圧プレス作業中等に袋体に孔が開く等して内部
に流体が侵入することを防止するためであり、前記の不
都合がなければ１重の袋体であっても良いことはいうま
でもない。

【００３６】なお、前記枠体４，２３及び敷板２２の外
周縁部や角部を凸湾曲状に形成する（所謂面取りをす
る）ことにより、被覆袋体７や外袋体１３にて枠体４，
２３や敷板２２を覆った状態や袋体に入れる時や運搬時
等に袋体に傷が付いて孔開きが発生しないようにでき
て、好ましい。

【００３７】また、一旦前記真空引きをした後であって
も、前記積層体１への加圧（静水圧プレス）、即ちセラ
ミックグリーンシート２の積層状への圧着が、当該グリ
ーンシート２中に含まれるバインダのガラス転移点以上
の温度に加熱して行われるときには、前記加熱により、
セラミックグリーンシート２中からもしくは該シート２
に印刷された内部電極中から残留溶剤が気化し、その気
泡が積層間に溜まることにより、圧着後または焼成後に
層間剥離（デラミネーション）が発生することがある
が、本発明では多孔質材料からなる枠体４，２３または
敷板２２に積層体１をセットした状態で静水圧プレスす
るとき、前記積層間に溜まった気泡を枠体４，２３また
は敷板２２方向に押し出し、当該部材の多孔質内に吸収
させて保持できるので、前述の層間剥離の発生を無くす
ることができるのである。

【００３８】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
に記載の発明では、積層セラミック電子部品の製造方法
であって、多孔質材からなる敷板または枠体の治具にお
ける平面状表面に敷粉を塗布するか又は離型紙を敷設す
る工程と、この治具にセラミックグリーンシートの積層
体を治具における平面状表面に密接するようにセットす
る工程と、この積層体と治具とを可撓性の被覆袋体内に
密封した状態にて静水圧プレスする工程とからなるので
あり、静水圧が掛かると、枠体または敷板にセットした
積層体をその広幅面に直角方向（積層の厚さ方向）に圧
縮することになり、複数枚のセラミックグリーンシート
を積層状に圧着する。このとき、積層したセラミックグ
リーンシートの層間に残留していた気泡（空気）は、多
孔質材から成る枠体または敷板の内部（孔部）に移行し
て吸収されることになり、層間剥離（デラミネーショ
ン）の発生原因となるセラミックグリーンシートの層間
の残留気泡を略完全に無くすることができるという効果
を奏するのである。

【００３９】さらに、枠体または敷板が多孔質材で形成
されているため、その表面の凹凸（表面粗さ）が大き
い。従って、枠体または敷板等の治具に積層体を直接接
触させるようにセットすると、後の加圧（静水圧プレ
ス）にて、積層体が前記治具の表面に付着（密着）して
外すことが困難になり、無理な外力で積層体を外そうと
すると、積層体が崩れる等の不都合が発生する。しかし
ながら、枠体または敷板等の治具の表面に予め敷粉を塗
布しておくか離型紙を敷設しておくことで、静水圧プレ
ス後に治具から積層体を外すことが至極容易となるとい
う効果を奏するのである。

【００４０】そして、請求項２に記載の発明では、前記
被覆袋体内に前記積層体と前記治具とをセットして入れ
た状態で被覆袋体を真空密封し、次いで、前記被覆袋体
を密封した状態にて静水圧プレスする工程を行うもので
あるから、積層したセラミックグリーンシートの積層間
に残留する気泡を加圧前に積極的に抜き取ることがで
き、前記層間剥離の発生を一層無くすることができると
いう効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】セラミックグリーンシートと底板付き枠体との
斜視図である。

【図２】底板付き枠体内にセラミックグリーンシートを
セットした断面図である。

【図３】真空引きする作業状態の断面図である。

【図４】静水圧プレス装置の断面図である。

【図５】敷板にセラミックグリーンシートをセットした
状態の断面図である。

【図６】静水圧プレス作業のタイムチャートである。

【図７】セラミックグリーンシートの平面図である。

【図８】仕切り板付きの枠体の上下の収納部にセラミッ
クグリーンシートをセットした状態の断面図である。

【符号の説明】

１積層体２セラミックグリーンシート４，２３枠体５収納部６微分タルク７被覆袋体１３外袋体１４静水圧プレス装置２２敷板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−208103（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−24526（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔質材からなる敷板または枠体の治具に
おける平面状表面に敷粉を塗布するか又は離型紙を敷設
する工程と、この治具にセラミックグリーンシートの積
層体を治具における平面状表面に密接するようにセット
する工程と、この積層体と治具とを可撓性の被覆袋体内
に密封した状態にて静水圧プレスする工程とからなる積
層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】前記被覆袋体内に前記積層体と前記治具と
をセットして入れた状態で被覆袋体を真空密封し、次い
で、前記被覆袋体を密封した状態にて静水圧プレスする
工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の積層セラ
ミック電子部品の製造方法。