JP3281233B2 - 積層型電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体層形成工程に
グラビア印刷法を利用した積層型電子部品の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層コンデンサ，積層インダクタ，厚膜
多層基板等の積層型電子部品は、部品によって工程内容
を若干異にするものの、基本的には、 ・セラミックグリーンシートを形成する工程 ・セラミックグリーンシートの表面に部品対応の導体層
を形成する工程 ・セラミックグリーンシートを所定枚数積み重ねて圧着
して積層物を得る工程 ・積層物を部品個々に対応する寸法に切断する工程 ・切断チップを焼成する工程 ・焼成チップに外部電極を形成する工程 を順に経て製造されている。

【０００３】ところで、上記の導体層形成工程には一般
にスクリーン印刷法が用いられているが、生産性向上の
観点から、最近で同工程にグラビア印刷法を用いる試み
が成されている。

【０００４】以下に、導体層形成工程にグラビア印刷法
を利用した積層型電子部品の製造方法を積層コンデンサ
を例に挙げて説明する。

【０００５】まず、ＰＥＴ等から成るキャリアフィルム
の表面に、ドクターブレードやリバースロールコータ等
を用いた塗工法によってセラミックスラリーを均一な厚
さで塗布し、これを乾燥させて、キャリアフィルム上に
セラミックグリーンシートを形成する。

【０００６】次に、このセラミックグリーンシートの表
面に、グラビア印刷法によって内部電極となる導体層を
形成し、これを乾燥させる。

【０００７】次に、セラミックグリーンシートが形成さ
れたキャリアフィルムを台盤上に搬送し、適当な切断治
具を用いてセラミックグリーンシートのみを所定の大き
さに切断する。

【０００８】次に、切断されたセラミックグリーンシー
トをキャリアフィルムから剥離し、これの積み重ねを行
う。上記の手順は、切断されたキャリアフィルムが所定
枚数積み重ねられるまで繰り返され、積み重ね後はこれ
を圧着して積層物を得る。

【０００９】次に、積層物を部品個々に対応する寸法に
切断してこれを焼成し、焼成チップの両端部に導体ペー
ストを塗布し焼き付けて外部電極を形成し、必要に応じ
て外部電極の表面に半田メッキ層等を形成する。

【００１０】図１は上記の導体層形成に用いられるグラ
ビア印刷機を示すもので、図中、１はグラビアロール、
２はペースト槽、３は導体ペースト、４はブレード、５
はバックロール、６はキャリアフィルム、７はセラミッ
クグリーンシート、８は導体層である。

【００１１】グラビアロール１は円柱形を成し、図２に
示すようにその表面に、複数の矩形状印刷部９を所定配
列で有している。各印刷部９は、図３に示すように複数
の直線溝９ａを格子状に配列して構成されており、該印
刷部９を構成する複数の直線溝９ａはケミカルエッチン
グ法、具体的には、図４（ａ）に示すように直線溝配列
に対応した孔Ｍａを有するマスクＭをロール表面に配置
し、同図（ｂ）に示すように該孔Ｍａに対応する部分を
腐蝕させて溝を形成し、同図（ｃ）に示すように溝形成
後にマスクＭを除去することでグラビアロール１の表面
に刻設されている。

【００１２】グラビアロール１の表面にはペースト槽２
から導体ペースト３が供給され、余分な導体ペースト３
はブレード４で掻き落とされる。これにより印刷部９を
構成する各直線溝９ａ内に導体ペースト３が充填される
（図５（ａ）参照）。

【００１３】セラミックグリーンシート７はキャリアフ
ィルム６との付着状態を維持したまま、セラミックグリ
ーンシート７の表面がグラビアロール１の表面と接触す
るように両ロール間をその回転に従って通過する（図５
（ｂ）参照）。

【００１４】印刷部９を構成する各直線溝９ａ内に充填
された導体ペースト３は、フィルム付きセラミックグリ
ーンシート７が両ロール間を通過する過程で、ロール表
面と接触するセラミックグリーンシート７に転移する
（図５（ｃ）参照）。図面では充填ペーストの全てがシ
ート側に転移されたものを例示してあるが、実際のもの
では充填ペーストの一部のみがシート側に転移される。

【００１５】転移後の導体ペースト３は時間経過ととも
にレベリングされ、これにより印刷部９にほぼ合致した
形状の導体層８が、セラミックグリーンシート７の表面
に形成される（図５（ｄ）参照）。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】従来のものでは、グラ
ビアロールの表面に部分的に凹部群を刻設することによ
って導体層形状に応じた印刷部を形成しているが、印刷
部の形状が固定されてしまうことから、同一種の部品で
も導体層形状が異なる場合や異種の部品を製造するとき
にはそれぞれ専用のグラビアロールを用意してこれに新
たに凹部群を刻設する面倒があり、１つの導体層形状に
対して１つのグラビアロールが必要となると共に、不必
要となったグラビアロールを再利用することができな
い。

【００１７】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、グラビアロールの再利用を可能として製造コストの
低減に貢献できる積層型電子部品の製造方法を提供する
ことをその目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、部品対応の導体層をグラビア印刷法によ
ってセラミックグリーンシートの表面に形成するように
した積層型電子部品の製造方法において、グラビアロー
ルの表面全域に設けられた多数の凹部のうち、印刷に要
する領域以外の凹部をコーティング材で塞いで導体層形
状に応じた印刷部を形成し、該印刷部を構成する各凹部
内に充填された導体ペーストをロール表面と接触するセ
ラミックグリーンシートに転移させることによってシー
ト表面に部品対応の導体層を形成することを、また、グ
ラビアロールの表面全域に設けられた多数の凹部全てを
コーティング材で一旦塞ぎ、印刷に要する領域にある凹
部内のコーティング材を除去して導体層形状に応じた印
刷部を形成し、該印刷部を構成する各凹部内に充填され
た導体ペーストをロール表面と接触するセラミックグリ
ーンシートに転移させることによってシート表面に部品
対応の導体層を形成することをその主たる特徴としてい
る。

【００１９】本発明に係る積層型電子部品の製造方法で
は、グラビアロールの表面全域に多数の凹部を設け、不
必要な凹部をコーティングにより塞ぐことで所望形状の
印刷部をロール表面に形成するようにしているので、コ
ーティング材を除去して再コーティングすれば別形状の
印刷部をロール表面に形成できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。尚、本発明は積層コンデンサ，積層イ
ンダクタ，厚膜多層基板等の各種の積層型電子部品に適
用可能であるが、ここでは従来例と同様に本発明を積層
コンデンサに適用した例について説明する。また、積層
コンデンサの製造方法は導体層形成工程を除き従来のも
のと同じであるため、説明の重複を避けここでは改良点
のみを主に説明する。

【００２１】図６は導体層形成工程で用いられるグラビ
アロールの斜視図、図７はこのグラビアロールに形成さ
れた印刷部の正面図であり、図中、１はグラビアロー
ル、１１は凹部、１２はコーティング材、１３は印刷部
である。

【００２２】ここで、グラビアロール１の表面に複数の
矩形状印刷部１３を形成する方法について説明する。ま
ず、図８に示すように、グラビアロール１の表面全域
に、円形の開口形状を有する凹部１１を、その軸方向と
周方向にそれぞれ同一ピッチで並ぶような配列で形成す
る。

【００２３】この凹部１１は、図９に示すように、ＹＡ
Ｇ等のレーザ光ＬをレンズＲによって集光してグラビア
ロール１の表面に照射することにより形成されている。
グラビアロール１は一般に鉄等の金属から、またこの表
面に溶射等によってセラミック層を設けて形成されてい
るため、凹部１１の開口径ｗ及び深さｄ（図１０参照）
はレーザ光Ｌのスポット径，照射エネルギー及び照射時
間によって適宜コントロール可能であり、グラビアロー
ル１を上記２方向に変化させながらレーザ光照射を断続
的に行えばグラビアロール１の表面全域に多数の凹部１
１を所定配列で刻設することができる。レーザ光Ｌのス
ポット径は光学系によって１μｍ以下のレベルまで絞る
ことが可能であるため、ケミカルエッチング法では不可
能とされていた７００〜８００メッシュ／インチのファ
インメッシュを得ることも容易である。

【００２４】また、各凹部１１は、図１０に示すよう
に、断面形状がすり鉢状を成しており、開口径ｗと深さ
ｄを全て一致しており、しかも、各凹部１１における開
口縁接線ｓとグラビアロール１の表面との成す角度θは
４５度以下に設定されている。凹部刻設がレーザ加工に
よって行われるため、凹部形状に係わる開口径等の条件
設定はケミカルエッチング法に比べて容易に行える。

【００２５】実際のレーザ加工時には溶融物のかえりに
よる盛り上がりｋ（図９参照）が凹部１１の開口縁に形
成されるが、ここでは該盛り上がりｋを含めて凹部１１
の深さｄを規定している。つまり、上記の盛り上がりｋ
をバレル研磨等によって除去すると同部分に平坦な所謂
ドテが形成され、該ドテによって転移ペースト間の隙間
が拡がってレベリングに支障を生じるため、これを避け
るためここでは敢えて盛り上がりｋを除去しない。

【００２６】次に、図１１に示すように、グラビアロー
ル１の表面全域に刻設された多数の凹部１１のうち、印
刷に要する領域以外の凹部１１をコーティング材１２で
塞いで、導体層形状に合致した矩形状印刷部１３がロー
ル表面に所定配列で並ぶように形成する。

【００２７】コーティング材１２には、焼成によって硬
化する周知の金属ペースト，セラミックスラリーや、熱
硬化性或いは光硬化性の樹脂を用いることが可能であ
り、この場合には、グラビアロール表面の印刷に要する
領域にマスクを形成して、グラビアロール表面全域にコ
ーティング材１２を塗布して余分なコーティング材１２
をブレードによって掻き落とした後、マスクを除去して
からコーティング材１２を硬化させる方法、或いはコー
ティング材１２を硬化させてからマスクを除去する方法
が採用できる。

【００２８】勿論、グラビアロール１の表面全域に刻設
された多数の凹部全てを焼失可能な樹脂等のコーティン
グ材で一旦塞ぎ、印刷に要する領域の凹部内のコーティ
ング材をレーザ光照射で焼失させて同様の印刷部を形成
する方法や、グラビアロール１の表面全域に刻設された
多数の凹部全てを溶解可能なレジスト等のコーティング
材で一旦塞ぎ、印刷に要する領域の凹部内のコーティン
グ材を化学的に溶解して同様の印刷部を形成する方法を
採用してもよい。

【００２９】導体層形成工程では、上記グラビアロール
１の表面にペースト槽２から導体ペースト３が供給さ
れ、余分な導体ペースト３はブレード４で掻き落とされ
る。これにより印刷部１３を構成する各凹部１１内に導
体ペースト３が充填される（図５（ａ）参照）。

【００３０】セラミックグリーンシート７はキャリアフ
ィルム６との付着状態を維持したまま、セラミックグリ
ーンシート７の表面がグラビアロール１の表面と接触す
るように両ロール間をその回転に従って通過する（図５
（ｂ）参照）。

【００３１】印刷部１３を構成する各凹部１１内に充填
された導体ペースト３は、フィルム付きセラミックグリ
ーンシート７が両ロール間を通過する過程で、ロール表
面と接触するセラミックグリーンシート７に転移する
（図５（ｃ）参照）。

【００３２】転移後の導体ペースト３は時間経過ととも
にレベリングされ、これにより印刷部９にほぼ合致した
形状の導体層８が、セラミックグリーンシート７の表面
に形成される（図５（ｄ）参照）。

【００３３】レーザ加工によって凹部１１を刻設してい
るため、凹部１１間の距離を凹部間にロール表面と面一
の凸部分を残した状態でかなり小さくでき、しかもレー
ザ加工時に凹部１１の開口縁に形成される盛り上がりｋ
を残して、該盛り上がりｋを含めて凹部１１の深さｄを
規定しているので、グラビア印刷時には図１２（ａ）に
示すように各凹部１１内に充填された導体ペースト３を
隙間が殆どない、或いは全くない状態でセラミックグリ
ーンシート７に転移させることが可能であり、こにより
転移ペースト３のレベリングが容易化されて、図１２
（ｂ）に示すような表面が平坦で厚みムラのない導体層
８が得られる。

【００３４】また、印刷部１３を構成する各凹部１１の
開口径ｗと深さｄを一致させることにより、特に深さｄ
にバラツキを生じることを原因とした厚みムラをも確実
に防止して、導体層８の表面をより一層平坦なものとす
ることができ、導体層８の厚みムラを原因として生じて
いたシート圧着時におけるシートクラック，応力集中
や、焼成時における導体層の亀裂，分断や、内部応力残
留の問題をも排除しることができる。

【００３５】さらに、各凹部１１における開口縁接線ｓ
とグラビアロール１の表面との成す角度θを４５度以下
に設定しているので、各凹部１１内に充填された導体ペ
ースト３のうち約５０％以上を安定してセラミックグリ
ーンシート７側に転移させることができ、ペースト転移
不良や転移量のバラツキを解消してこれらを原因とした
厚みムラをも防止できる。しかも、ペースト転移量を管
理し易いことから導体層８の厚み可変が容易となり、厚
みの極めて薄い導体層８も容易且つ確実に形成できる。

【００３６】上述の製造方法によれば、グラビアロール
１の表面全域に多数の凹部１１を設け、不必要な凹部１
１をコーティング材１２により塞ぐことで所望形状の印
刷部１３をロール表面に形成するようにしているので、
コーティング材１２を除去して再コーティングすれば別
形状の印刷部１３をロール表面に簡単に形成することが
できる。つまり、同一種の部品でも導体層形状が異なる
場合や異種の部品を製造するときでも従来のように専用
のグラビアロールを用意してこれに新たに凹部群を刻設
する面倒がなく、グラビアロールの再利用を可能として
製造コストの低減に貢献できる。

【００３７】図１３には印刷部を構成する凹部の刻設パ
ターンを示してある。同図（ａ）のものは、円形の開口
形状を有する多数の凹部１１ａをグラビアロールの軸方
向と周方向に同一ピッチで並ぶように、且つ一縦列おき
の凹部１１ａが両側の４つの凹部１１ａの中心に位置す
るように配列されている。同図（ｂ）のものは、矩形の
開口形状を有する多数の凹部１１ｂをグラビアロールの
軸方向と周方向に同一ピッチで並ぶように配列されてい
る。同図（ｃ）のものは、所定幅を有する直線状の凹部
１１ｃをグラビアロールの軸方向と交差する方向に傾斜
して（図面では４５度傾斜）並ぶように配列されてい
る。同図（ｄ）のものは、所定幅を有する直線状の凹部
１１ｄをグラビアロールの軸方向と交差する方向に傾斜
させ（図面では４５度傾斜）、互いが互いが直交するよ
うに配列されている。凹部の刻設パターンには上記以外
のパターンも採用可能であり、凹部形成がレーザ加工に
よって行われるため複雑なパターンであってもその刻設
は所期寸法通り正確に行える。コーティング材１２によ
って所望形状の印刷部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
を形成する方法は上記と同様である。

【００３８】尚、上記実施形態では、グラビアロール周
面への凹部刻設にレーザ加工を用いたものを例示した
は、該凹部刻設には従来同様のケミカルエッチング法を
利用してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び２の
発明によれば、グラビアロールの表面全域に多数の凹部
を設け、不必要な凹部をコーティング材により塞ぐこと
で所望形状の印刷部をロール表面に形成するようにして
いるので、コーティング材を除去して再コーティングす
れば別形状の印刷部をロール表面に簡単に形成すること
ができる。つまり、同一種の部品でも導体層形状が異な
る場合や異種の部品を製造するときでも従来のように専
用のグラビアロールを用意してこれに新たに凹部群を刻
設する面倒がなく、グラビアロールの再利用を可能とし
て製造コストの低減に貢献できる。

【００４０】請求項３の発明によれば、凹部間距離を凹
部間にロール表面と面一の凸部分を残した状態でかなり
小さくできるので、グラビア印刷時には各凹部内に充填
された導体ペーストを隙間が殆どない、或いは全くない
状態でセラミックグリーンシートに転移させることが可
能であり、こにより転移ペーストのレベリングが容易化
されて表面が平坦で厚みムラのない導体層が得られる。
これにより、導体層の厚みムラを原因として生じていた
シート圧着時におけるシートクラック，応力集中や、焼
成時における導体層の亀裂，分断や、内部応力残留の問
題を排除して、高品質で信頼性の高い部品を得ることが
できる。他の効果は請求項１，２の発明と同様である。

【００４１】請求項４の発明によれば、印刷部を構成す
る各凹部の深さを一致させることにより、深さにバラツ
キを生じることを原因とした厚みムラをも確実に防止し
て、導体層の表面をより一層平坦なものとすることがで
きる。他の効果は請求項３の発明と同様である。

【００４２】請求項５の発明によれば、各凹部内に充填
された導体ペーストを安定してセラミックグリーンシー
ト側に転移させることができ、ペースト転移不良や転移
量のバラツキを解消してこれらを原因とした厚みムラを
も防止できる。しかも、ペースト転移量を管理し易いこ
とから導体層の厚み可変が容易となり、厚みの極めて薄
い導体層も容易且つ確実に形成できる。他の効果は請求
項３，４の発明と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】グラビア印刷機の構成図

【図２】グラビアロールの斜視図

【図３】従来の印刷部の正面図とそのｂ−ｂ線断面図

【図４】ケミカルエッチング法による印刷部の形成手順
を示す図

【図５】グラビア印刷法による導体層の形成手順を示す
図

【図６】本発明に係るグラビアロールの斜視図

【図７】図６に示した印刷部の正面図

【図８】本発明に係る印刷部の形成手順を示す図

【図９】本発明に係る印刷部の形成手順を示す図

【図１０】本発明に係る印刷部の形成手順を示す図

【図１１】本発明に係る印刷部の形成手順を示す図

【図１２】本発明に係るペースト転移状態を示す図と導
体層の断面図

【図１３】印刷部を構成する凹部の他の刻設パターンを
示す図

【符号の説明】

１…グラビアロール、３…導体ペースト、７…セラミッ
クグリーンシート、８…導体層、１１，１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ…凹部、１２…コーティング材、１
３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…印刷部。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品対応の導体層をグラビア印刷法によ
   ってセラミックグリーンシートの表面に形成するように
   した積層型電子部品の製造方法において、 グラビアロールの表面全域に設けられた多数の凹部のう
   ち、印刷に要する領域以外の凹部をコーティング材で塞
   いで導体層形状に応じた印刷部を形成し、該印刷部を構
   成する各凹部内に充填された導体ペーストをロール表面
   と接触するセラミックグリーンシートに転移させること
   によってシート表面に部品対応の導体層を形成する、 ことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】 部品対応の導体層をグラビア印刷法によ
   ってセラミックグリーンシートの表面に形成するように
   した積層型電子部品の製造方法において、 グラビアロールの表面全域に設けられた多数の凹部全て
   をコーティング材で一旦塞ぎ、印刷に要する領域にある
   凹部内のコーティング材を除去して導体層形状に応じた
   印刷部を形成し、該印刷部を構成する各凹部内に充填さ
   れた導体ペーストをロール表面と接触するセラミックグ
   リーンシートに転移させることによってシート表面に部
   品対応の導体層を形成する、 ことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
3. 【請求項３】 グラビアロールの表面にレーザ加工によ
   って凹部を刻設した、 ことを特徴とする請求項１または２記載の積層型電子部
   品の製造方法。
4. 【請求項４】 印刷部を構成する各凹部の深さを一致さ
   せた、 ことを特徴とする請求項３記載の積層型電子部品の製造
   方法。
5. 【請求項５】 印刷部を構成する各凹部における開口縁
   接線とロール表面との成す角度を４５度以下とした、 ことを特徴とする請求項３または４記載の積層型電子部
   品の製造方法。