JP3304927B2

JP3304927B2 - セラミックスラリー、セラミックグリーンシート及び積層セラミック電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP3304927B2
Application number: JP20860899A
Authority: JP
Inventors: 一郎中村; 一之中
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2019-07-23
Also published as: JP2001030227A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、積層セラミック
電子部品の製造に使用されるセラミックスラリー及びセ
ラミックグリーンシートの製造方法、並びに積層セラミ
ック電子部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミックコンデンサやセラミック
多層基板などの積層セラミック電子部品は、通常、セラ
ミックグリーンシートを積層、圧着し、熱処理して、セ
ラミックや電極を焼結させる工程を経て製造されてい
る。

【０００３】例えば、図６に示すように、セラミック素
子１中に内部電極２が配設されているとともに、セラミ
ック素子１の両端部に、交互に異なる側の端面に引き出
された内部電極２と導通するように一対の外部電極３
ａ，３ｂが配設された構造を有する積層セラミックコン
デンサを製造する場合、通常は、以下のような方法で製
造されている。

【０００４】まず、セラミックグリーンシートに容量
形成用の内部電極を配設することにより、電極配設シー
ト１１（図７）を形成する。次に、図７に示すよう
に、電極配設シート１１を所定枚数積層し、さらにその
上下両面側に電極の配設されていないセラミックグリー
ンシート（外層用シート）２１を積層、圧着することに
より、各内部電極２の一端側が交互に異なる側の端面に
引き出された積層体（積層圧着体）を形成する。そし
て、この積層圧着体を所定の条件で焼成してセラミック
を焼結させた後、焼成後の積層体（セラミック素子）１
（図６）の両端部に導電性ペーストを塗布、焼付けし
て、内部電極２と導通する外部電極３ａ，３ｂ（図６）
を形成する。これにより、図６に示すような積層セラミ
ックコンデンサが得られる。

【０００５】また、積層セラミック多層基板などの他の
積層セラミック電子部品も、セラミックグリーンシート
を積層する工程を経て製造されている。

【０００６】ところで、積層セラミック電子部品の製造
に用いられるセラミックグリーンシートは、一般に、セ
ラミック粉末を、分散媒（溶媒）、分散剤、バインダ
ー、可塑剤などと所定の割合で配合し、ビーズミル、ボ
ールミル、アトライタ、ペイントシェーカ、サンドミル
などの媒体型分散機を用いて混合・分散することにより
製造したセラミックスラリーを、ドクターブレード法な
どの方法により所定の厚さのシートに成形した後、乾燥
させることにより製造されている。

【０００７】しかしながら、近年、積層セラミックコン
デンサをはじめとする種々の積層セラミック電子部品に
対しては、他の電子素子に対するのと同様に、小型化、
高性能化が求められるようになっている。そして、その
ためには、積層セラミック電子部品の製造に用いられる
セラミックグリーンシートを薄くすることが必要にな
り、近年は、厚みが１０μm以下の極めて薄いセラミッ
クグリーンシートを用いることが必要になりつつある。

【０００８】このように、厚みの薄いセラミックグリー
ンシートを製造しようとすると、セラミックグリーンシ
ートの製造に用いられるセラミックスラリーとして、セ
ラミック原料粉末が十分に分散しているものを用いるこ
とが必要となり、そのためには、セラミック原料粉末と
して、平均粒径が０．０１〜１μm程度の微粉末のセラ
ミック原料を用いることが必要になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セラミックスラリーの製造方法では、１μm以下のセラ
ミック微粉末を十分に分散させることは困難で、均一に
分散されたセラミックスラリーを得ることができず、厚
みが薄く、しかも高品質なセラミックグリーンシートを
製造することは困難であるのが実情である。

【００１０】また、従来のセラミックスラリーの製造方
法では、分散性を向上させるために玉石を充填したボー
ルミルや、ビーズを充填したビーズミルを用いて、強制
的な衝突あるいは衝撃力を付与してセラミック粉末を分
散させる方法が用いられる場合があるが、その場合、衝
突や衝撃による粉砕力が大きすぎて、セラミック粉末へ
のダメージが大きくなり、セラミック粉末の結晶性の低
下や、比表面積の増加を招き、所望の電気特性を備えた
積層セラミック電子部品を得ることができなくなるとい
う問題点がある。

【００１１】また、スラリーを分散させる方法として
は、セラミック粉末を含むスラリーを高圧に加圧して流
動させ、衝突や衝撃力によってセラミック粉末を分散さ
せる高圧分散の方法も提案されているが、その場合で
も、衝突や衝撃による粉砕力が大きいために、セラミッ
ク粉末へのダメージが大きくなり、セラミック粉末の結
晶性の低下や、比表面積の増加の対策が不十分で、所望
の電気特性を備えた積層セラミック電子部品を得ること
ができなくなるという問題点が残っていた。

【００１２】さらに、上述の従来の方法で製造したセラ
ミックスラリーを用いて製造したセラミックグリーンシ
ートは、表面の円滑性が十分ではない、高密度もの
が得られず、引張り強度が不十分である、バインダー
や可塑剤などの樹脂の分布が不均一となり、積層後の焼
成工程における収縮率が部位によりばらつき、十分な寸
法精度が得られないというような問題点がある。

【００１３】本願発明は、このような背景に鑑みてなさ
れたものであり、セラミック粉末に過度のダメージを与
えることなく、セラミック粉末を均一に分散させること
が可能で、セラミック電子部品の製造に用いるのに適し
たセラミックスラリーを効率よく製造することが可能な
セラミックスラリーの製造方法、及びセラミックグリー
ンシートの製造方法並びに積層セラミック電子部品の製
造方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明（請求項１）のセラミックスラリーの製造
方法は、平均粒径が０．０１〜１μmのセラミック粉末
と分散媒とを混合した混合スラリーを高圧に加圧して、
所定の長さの略直線部を有するとともに、その上流側及
び下流側に、曲折角度が１００゜以下の曲折部、曲率半
径が３mm以下の湾曲部を含まないように構成された流路
を、セラミック粉末に１０００［Ｐａ］以上の最大せん
断応力を与えることが可能な流速で通過させることによ
り、前記混合スラリー中のセラミック粉末を分散させる
ことを特徴としている。

【００１５】平均粒径が０．０１〜１μmのセラミック
粉末と分散媒との混合スラリーを高圧に加圧し、セラミ
ック粉末に１０００［Ｐａ］以上の最大せん断応力を与
えることができるような条件で、所定の長さの略直線部
を有するとともに、その上流側及び下流側に、曲折角度
が１００゜以下の曲折部、曲率半径が３mm以下の湾曲部
を含まないように構成された流路を通過させるようにし
ているので、混合スラリーが前記流路を通過する際に、
セラミック粉末に大きなダメージを与えることなく、分
散に必要なせん断力を与えて、セラミック粉末を効率よ
く分散させることが可能になる。

【００１６】また、流路に所定の長さの略直線部を設け
るようにしているので、セラミック粉末を分散させるの
に必要な最大せん断応力（１０００［Ｐａ］以上）を確
実に与えて、セラミック粉末を効率よく分散させること
が可能になるとともに、この略直線部の上流側及び下流
側に、曲折角度が１００゜以下の曲折部、曲率半径が３
mm以下の湾曲部が含まれないようにしているので、スラ
リーが流路に供給される前後において、衝突や衝撃力に
より、セラミック粉末が大きなダメージを受けることを
防止することが可能になる。

【００１７】なお、本願発明において、「セラミック粉
末と分散媒との混合スラリー」とは、バインダー、分散
剤、可塑剤、帯電防止剤などを含む状態を排除するもの
ではない。すなわち、本願発明は、バインダー、分散
剤、可塑剤、帯電防止剤などの添加剤を含有する混合ス
ラリーを分散させる場合にも十分な作用効果を奏するも
のであり、上記添加剤を含む混合スラリーを分散させる
場合も、本願発明のセラミックスラリーの製造方法の一
態様に含まれる。また、本願発明は、セラミック粉末の
平均粒径（電子顕微鏡で求めた平均粒径）が、０．０１
〜１μmの範囲にある場合に、特に有利に適用される
が、０．０１〜１μmの範囲を超える場合にも適用する
ことが可能である。

【００１８】また、請求項２のセラミックスラリーの製
造方法は、平均粒径が０．０１〜１μmのセラミック粉
末と分散媒とを混合した混合スラリーを高圧に加圧し
て、前記流路を、通過する際の壁面せん断速度が１０^６
［１／ｓ］以上で、前記混合スラリー中のセラミック粉
末を分散させることを特徴としている。

【００１９】混合スラリーが流路を通過する際の壁面せ
ん断速度を１０^６［１／ｓ］以上とすることにより、混
合スラリーが流路を通過する際に、セラミック粉末に大
きなダメージを与えることなく、セラミック粉末を確実
に効率よく分散させることが可能になる。なお、最大せ
ん断応力と壁面せん断速度の間には、最大せん断応力＝
壁面せん断速度×スラリーの粘度の関係がある。

【００２０】また、請求項３のセラミックスラリーの製
造方法は、前記混合スラリーを１００kg/cm^２以上の圧
力に加圧して前記流路を通過させることを特徴としてい
る。

【００２１】混合スラリーを１００kg/cm^２以上、より
好ましくは３００kg／cm^２以上に加圧することにより、
前記流路における壁面せん断速度を１０^６［１／ｓ］以
上とすること、もしくは最大せん断応力を１０００［Ｐ
ａ］以上とすることが可能になり、本願発明を実効あら
しめることができるようになる。

【００２２】また、請求項４のセラミックスラリーの製
造方法は、前記流路の長さと代表径との比（長さ／代表
径）Ｒ_Ｌ／Ｄが、３０≦Ｒ_Ｌ／Ｄ≦１０００の範囲にあることを特徴としている。ただし、前記流路
の代表径は、軸方向に直交する方向の断面形状が (ａ)矩形の場合には短辺、 (ｂ)円管の場合には直径、 (ｃ)楕円の場合には短径、 (ｄ)その他の場合には流体平均深さ（＝４×流路断面積
／総濡れ長さ）を表す。

【００２３】流路の長さと代表径との比（長さ／代表
径）Ｒ_Ｌ／Ｄを、３０≦Ｒ_Ｌ／Ｄ≦１０００とすること
により、実用レベルの条件で、流路を通過する混合スラ
リー中のセラミック粉末を十分に分散させることが可能
になり、本願発明をより実効あらしめることができるよ
うになる。

【００２４】なお、Ｒ_Ｌ／Ｄを上述の範囲としたのは、
Ｒ_Ｌ／Ｄが３０未満になると、セラミック粒子の助走区
間の比率が大となり、十分な解砕効果が得られず、ま
た、１０００を越えると、解砕効果の割には圧力損失が
過大となることによる。

【００２５】また、請求項５のセラミックグリーンシー
トの製造方法は、請求項１〜４の方法により製造された
セラミックスラリーを、所定の基材上にシート状に成形
して、厚さが０．１〜１０μmのセラミックグリーンシ
ートを形成することを特徴としている。

【００２６】請求項１〜４の方法により製造されたセラ
ミックスラリーにおいては、平均粒径が０．０１〜１μ
mのセラミック粉末が分散媒に十分に分散しており、こ
れをシート状に成形することにより、厚さが薄く（０．
１〜１０μm）、高品質のセラミックグリーンシートを
確実に製造することが可能になる。すなわち、表面の円
滑性に優れ、高密度で、引張り強度が大きく、しかも、
バインダーや可塑剤などの樹脂の分布が均一な、積層セ
ラミック電子部品の製造に用いるのに適したセラミック
グリーンシートを得ることが可能になる。

【００２７】また、請求項６の積層セラミック電子部品
の製造方法は、請求項１〜４の方法により製造されたセ
ラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを
形成し、該セラミックグリーンシートを卑金属内部電極
とともに積層、切断、焼成した後、外部電極を形成する
ことを特徴としている。

【００２８】請求項１〜４の方法により製造されたセラ
ミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを形
成し、該セラミックグリーンシートを卑金属内部電極と
ともに積層、切断、焼成した後、外部電極を形成するこ
とにより、所望の特性を有する高品質で信頼性の高い積
層セラミック電子部品を得ることが可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。

【００３０】本願発明を実施するにあたっては、セラミ
ック粉末の種類や具体的な組成に特別の制約はなく、チ
タン酸バリウム系、チタン酸ストロンチウム系、チタン
酸鉛系などの誘電体セラミック粉末、フェライト系など
の磁性体セラミック粉末、圧電体セラミック粉末、アル
ミナ、シリカなどの絶縁体セラミック粉末などの種々の
セラミック粉末を用いたセラミックスラリーに広く適用
することが可能である。

【００３１】また、セラミック粉末の粒径については、
基本的には高圧分散装置を通過する径であれば問題なく
適用できるが、従来の分散方法では分散が困難とされて
いる、電子顕微鏡で求めた平均粒径が０．０１〜１μm
のセラミック粉末に適用されるとき、この発明による効
果が最も発揮される。

【００３２】また、セラミック粉末は、添加物を含有し
ていてもよい。例えば、セラミック粉末がチタン酸バリ
ウムを主成分としている場合に、添加剤としてガラス、
酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化バリウム、希土
類酸化物、酸化カルシウム成分などを含有していてもよ
い。

【００３３】また、本願発明においては、分散媒（溶
媒）の種類に特別の制約はなく、例えば、トルエン、キ
シレンなどの芳香族系や、エチルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール系
などの分散媒（溶媒）を用いることが可能であり、ま
た、これらのうちの１種を単独で使用してもよく、ま
た、混合して用いてもよい。また、分散媒としては、さ
らに他の有機溶剤を用いることも可能であり、また、水
を用いることも可能である。

【００３４】本願発明が、バインダー、分散剤、可塑
剤、帯電防止剤などの添加剤を含有する混合スラリーを
分散させる場合にも適用が可能であることは前述の通り
である。そして、本願発明を適用する場合において用い
ることが可能なバインダーとしては、ポリビニルブチラ
ール樹脂、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビ
ニル樹脂などが挙げられる。なお、その種類や添加量な
どは、目的とするセラミックグリーンシートに応じて、
適宜その種類及び量が選択される。

【００３５】また、本願発明において用いることが可能
な分散剤としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン
酸塩などのアニオン系分散剤が好ましい例として挙げら
れる。また、より好ましいものとしては、金属イオンを
含まないポリカルボン酸タイプのものが挙げられる。な
お、分散剤に特別の制約はなく、その他の種々の分散剤
を用いることも可能である。

【００３６】また、可塑剤としては、ポリエチレングリ
コール、フタル酸エステルなどの種々の可塑剤が適宜用
いられる。また、その量は、目的とするセラミックグリ
ーンシートに応じて選択される。

【００３７】なお、上述のセラミック粉末、分散媒、分
散剤、可塑剤などの添加物についての諸条件は、本願の
すべての請求項の発明にあてはまるものである。

【００３８】また、図１は、本願発明のセラミックスラ
リーの製造方法を実施するのに用いられる高圧分散装置
の概略構成を示す図である。この高圧分散装置は、原料
を投入する原料投入部３１、投入された原料を加圧する
加圧部３２、加圧された原料（混合スラリー）を通過さ
せて分散させる分散部（流路）３３、略直線状の分散部
（流路）３３を通過することにより分散された分散スラ
リーを排出する排出部３４を備えている。

【００３９】この高圧分散装置の分散部（流路）３３
は、図２に示すように、軸方向に直交する方向の断面形
状が長方形の直線部であって、寸法は、高さＨが０．１
mm、幅Ｗが０．５mm、長さＬが５mmとなっている。

【００４０】そして、この分散部（流路）３３は、図３
に示すように、耐磨耗性を確保するために、ステンレス
鋼からなる四角筒（外筒）３５の内周面にダイヤモンド
層３６が配設された構造となっている。

【００４１】また、図４，図５は、分散部（流路）の構
成の他の例を示すものであり、図４は斜視図、図５は断
面図である。この分散部（流路）３３は、図４，図５に
示すように、軸方向に直交する方向の断面形状が円形
で、かつ、先に進むにつれて内径が小さくなるような先
細りのテーパが付けられた構造を有している。また、こ
の分散部（流路）３３においては、耐磨耗性を確保する
ために、図４，図５に示すように、内周面にダイヤモン
ド層３６を形成した超硬合金からなる管３７が、ステン
レス鋼からなる円筒（外筒）３５の内側に圧入された構
造を有している。なお、ダイヤモンド層３６は、先に進
むにつれて厚みが大きくなり、分散部（流路）３３の内
径が小さくなるように形成されている。

【００４２】ただし、本願発明においては、高圧分散装
置の分散部（流路）３３の形状や構成に特別の制約はな
く、上述のような、断面形状が長方形や円形のものに限
らず、正方形、三角形、楕円形やそれらを組み合わせた
形状など、種々の形状とすることが可能である。

【００４３】また、分散部（流路）３３の長さは、流路
の長さと代表径との比（長さ／代表径）Ｒ_Ｌ／Ｄが、３
０≦Ｒ_Ｌ／Ｄ≦１０００の条件を満たす範囲とすること
が好ましい。これは、先にも述べたように、Ｒ_Ｌ／Ｄが
３０未満になると、セラミック粉末の助走区間の比率が
大となり、十分な解砕効果が得られず、また、１０００
を越えると、解砕効果の割には圧力損失が過大となるこ
とによる。また、この実施形態で用いた高圧分散装置の
分散部（流路）３３は、上述のように断面形状が長方形
や円形の略直線部を備えている一方で、その上流側及び
下流側に、曲折角度が１００゜以下の曲折部、曲率半径
が３mm以下の湾曲部を含まないように構成されている。
したがって、スラリーが分散部（流路）３３に供給され
る前後において、衝突や衝撃力により、セラミック粉末
が大きなダメージを受けることがなく、高品質の分散ス
ラリーを得ることが可能になる。

【００４４】また、混合スラリーが分散部（流路）３３
を通過する際の壁面せん断速度は、１０^６［１／ｓ］以
上とすることが好ましい。なお、流路の断面形状が矩
形の場合には、壁面せん断速度γは、以下の式で表され
る。 γ＝Ｑ×６／ｈ^２ただし、Ｑは単位幅当りの流量であり、ｈは流路の高さ
である。また、流路の断面形状が円形の場合には、壁
面せん断速度γは、以下の式で表される。 γ＝４Ｑ_Ｖ／πａ^３ただし、Ｑ_Ｖは体積流量、ａは流路の半径である。

【００４５】このように、上述の要件を備えた本願発明
の流路は、混合スラリーが所定の条件で通過する際に、
１０００［Ｐａ］以上の最大せん断応力、又は／及び１
０^６［１／ｓ］以上の壁面せん断速度を発生させ、その
せん断応力、又は／及び壁面せん断速度がセラミック粉
末の分散・解砕に貢献する。

【００４６】なお、上述のような材料（セラミック粉
末、分散媒、バインダー、分散剤、可塑剤、帯電防止剤
など）を所定の割合で配合し、カップ、攪拌機などに投
入して予備混合した混合スラリーが、高圧分散装置（図
１）の投入部３１より投入されると、加圧部３２にて少
なくとも１００kg/cm²以上、好ましくは３００kg／cm^２
以上に加圧される。そして、加圧された混合スラリー
は、分散部（流路）３３である流路を高速で流動するこ
とにより発生した大きなせん断応力を受けて分散する。
そして、分散したスラリー（分散スラリー）は排出部３
４より取り出される。

【００４７】［実施例１］まず、市販の粒子径０．２μｍのセラミック粉末（こ
こではチタン酸バリウム系セラミック粉末）１００重量
部に対し、アニオン系分散剤２重量部、アクリル樹脂系
バインダー１０重量部、トルエン１００重量部を調合し
て、混合スラリーとする。次いで、図１に示す高圧分
散装置を用い、壁面せん断速度が１０^６［1/s］となる
ように流量を調整して、この混合スラリーを１０回処理
することにより分散スラリーを得た。

【００４８】このようにして得た分散スラリーの分散性
をマイクロトラック社製の粒度分布測定装置により評価
した結果、粒度分布の積算９０％粒子径（Ｄ９０）は、
高圧分散前には３２μｍのものが０．４５μｍになるこ
とが確認された。また、この分散スラリーを５００℃で
乾燥した後、比表面積を測定した結果、元の比表面積に
対する増加率は５％とごくわずかであった。

【００４９】次に、この分散スラリーを、ドクターブレ
ード法によりシート状に成形してセラミックグリーンシ
ートを作製した。そして、作製したセラミックグリーン
シートの表面粗さ（Ｒａ）を原子間力顕微鏡により測定
し、さらにセラミックグリーンシートの密度比として、
実測密度と理論密度の比（実測密度／理論密度）を求め
た。その結果、Ｒａは６０nmで、密度比は１．００であ
った。

【００５０】次に、このセラミックグリーンシートを用
いて、図６に示すように、セラミック素子１中に内部電
極２が配設されているとともに、セラミック素子１の両
端部に、交互に異なる側の端面に引き出された内部電極
２と導通するように一対の外部電極３ａ，３ｂが配設さ
れた構造を有する積層セラミックコンデンサを製造し
た。

【００５１】なお、積層セラミックコンデンサの製造方
法は以下の通りである。まず、上述のようにして作製
したセラミックグリーンシートに、Ｎｉペーストをスク
リーン印刷することにより、容量形成用の内部電極が配
設された電極配設シートを形成する。次に、図７に示
すように、電極配設シート１１を所定枚数（ここでは７
０層）積層し、さらにその上下両面側に電極の配設され
ていないセラミックグリーンシート（外層用シート）２
１を積層、圧着することにより、各内部電極２の一端側
が交互に異なる側の端面に引き出された積層体（積層圧
着体）を形成する。そして、この積層圧着体を、ダイ
サーにより所定のサイズにカットした後、脱バインダー
及び焼成を行う。脱バインダーは、窒素雰囲気中で熱処
理することにより行う。また、焼成は、弱還元性雰囲気
で所定の温度に加熱することにより行う。それから、
焼成後の積層体（セラミック素子）１の両端部に銀を導
電成分とする導電性ペーストを塗布、焼付けすることに
より、内部電極２と導通する外部電極３ａ，３ｂ（図
６）を形成する。これにより、図６に示すような、Ｎｉ
を内部電極２とする積層セラミックコンデンサが得られ
る。

【００５２】上記のようにして製造した積層セラミック
コンデンサのショート率（ショート発生率）を測定した
結果、ショート率は３．０％と低く、良好な成績が得ら
れた。また、静電容量の温度特性は、Ｘ７Ｒを満足する
ものであった。

【００５３】［実施例２］まず、市販の粒子径０．２μｍのセラミック粉末（こ
こではチタン酸バリウム系セラミック粉末）１００重量
部に対し、アニオン系分散剤２重量部、トルエン１００
重量部を調合して、混合スラリーとする。次いで、図
１に示す高圧分散装置を用い、壁面せん断応力が１００
０［Ｐａ］となるように流量を調整し、この混合スラリ
ーを１０回処理することにより分散スラリーを得た。

【００５４】このようにして得た分散スラリーの分散性
をマイクロトラック社製の粒度分布測定装置により評価
した結果、粒度分布の積算９０％粒子径（Ｄ９０）は、
高圧分散前には３２μｍのものが０．４７μｍになるこ
とが確認された。また、この分散スラリーを５００℃で
乾燥した後、比表面積を測定した結果、元の比表面積に
対する増加率は４．５％とごくわずかであった。

【００５５】次に、この分散スラリーを、ドクターブレ
ード法によりシート状に成形してセラミックグリーンシ
ートを作製した。そして、作製したセラミックグリーン
シートの表面粗さ（Ｒａ）を原子間力顕微鏡により測定
し、さらにセラミックグリーンシートの密度比として、
実測密度と理論密度の比（実測密度／理論密度）を求め
た。その結果、Ｒａは６３nmで、密度比は１．００であ
った。

【００５６】次に、このセラミックグリーンシートを用
いて積層セラミックコンデンサを製造した。なお、積層
セラミックコンデンサの製造方法は、上記実施例１の場
合と同様であることから、重複を避けるため、説明を省
略する。製造した積層セラミックコンデンサのショート
率を測定した結果、ショート率は３．３％と低く、良好
な成績が得られた。また、静電容量の温度特性は、Ｘ７
Ｒを満足するものであった。

【００５７】［比較例１］まず、市販の粒子径０．２μｍのセラミック粉末（こ
こではチタン酸バリウム系セラミック粉末）１００重量
部に対し、アニオン系分散剤２重量部、アクリル樹脂系
バインダー１０重量部、トルエン１００重量部を調合し
て、混合スラリーとする。次いで、この混合スラリー
を、サンドミル（玉石PSZ（直径１mm）添加量１０００
ｇ、回転数１０００ｒｐｍ、分散時間２時間）により分
散処理した。

【００５８】このようにして得た分散スラリーの分散性
をマイクロトラック社製の粒度分布測定装置により評価
した結果、粒度分布の積算９０％粒子径（Ｄ９０）は
０．６０μｍであった。また、この分散スラリーを５０
０℃で乾燥した後、比表面積を測定した結果、元の比表
面積に対する増加率は３０％であった。これは、セラミ
ック粉末が玉石との衝突などにより粉砕されたことによ
るものとみられる。

【００５９】次に、この分散スラリーを、ドクターブレ
ード法によりシート状に成形してセラミックグリーンシ
ートを作製した。そして、作製したセラミックグリーン
シートの表面粗さ（Ｒａ）を原子間力顕微鏡により測定
し、さらにセラミックグリーンシートの密度比として、
実測密度と理論密度の比（実測密度／理論密度）を求め
た。その結果、Ｒａは１１０nmで、密度比は０．８０で
あった。

【００６０】次に、このセラミックグリーンシートを用
いて、上記実施形態１の場合と同様の方法で積層セラミ
ックコンデンサを製造した。製造した積層セラミックコ
ンデンサのショート率を測定した結果、５０％と大き
く、また、静電容量の温度特性は、Ｘ７Ｒを満足しなか
った。

【００６１】［比較例２］まず、市販の粒子径０．２μｍのセラミック粉末（こ
こではチタン酸バリウム系セラミック粉末）１００重量
部に対し、アニオン系分散剤２重量部、トルエン１００
重量部を調合して、混合スラリーとする。次いで、こ
の混合スラリーを、サンドミル（玉石PSZ（直径１mm）
添加量１０００ｇ、回転数１０００ｒｐｍ、分散時間２
時間）により分散処理した。

【００６２】このようにして得た分散スラリーの分散性
をマイクロトラック社製の粒度分布測定装置により評価
した結果、粒度分布の積算９０％粒子径（Ｄ９０）は
０．５７μｍであった。また、このスラリーを５００℃
で乾燥した後、比表面積を測定した結果、元の比表面積
に対する増加率は２８％であった。

【００６３】次に、この分散スラリーを、ドクターブレ
ード法によりシート状に成形してセラミックグリーンシ
ートを作製した。そして、作製したセラミックグリーン
シートの表面粗さ（Ｒａ）を原子間力顕微鏡により測定
し、さらにセラミックグリーンシートの密度比として、
実測密度と理論密度の比（実測密度／理論密度）を求め
た。その結果、Ｒａは１１０nmで、密度比は０．８０で
あった。

【００６４】次に、このセラミックグリーンシートを用
いて、上記実施形態１の場合と同様の方法で積層セラミ
ックコンデンサを製造した。製造した積層セラミックコ
ンデンサのショート率を測定した結果、ショート率は４
５％と高かった。なお、静電容量の温度特性は、Ｘ７Ｒ
を満足した。

【００６５】本願発明は、上記の発明の実施の形態や各
実施例に限定されるものではなく、セラミック粉末や分
散媒、あるいは添加剤の種類、高圧分散を行うのに用い
る高圧分散装置の具体的な構成その他に関し、発明の要
旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが
可能である。

【００６６】

【発明の効果】上述のように、本願発明（請求項１）の
セラミックスラリーの製造方法は、平均粒径が０．０１
〜１μmのセラミック粉末と分散媒との混合スラリーを
高圧に加圧して、セラミック粉末に１０００［Ｐａ］以
上の最大せん断応力を与えることができるような条件
で、所定の長さの略直線部を有するとともに、その上流
側及び下流側に、曲折角度が１００゜以下の曲折部、曲
率半径が３mm以下の湾曲部を含まないように構成された
流路を通過させるようにしているので、混合スラリーが
前記流路を通過する際に、セラミック粉末に大きなダメ
ージを与えることなく、分散に必要なせん断力を与え
て、セラミック粉末を効率よく分散させることが可能に
なる。

【００６７】また、流路に所定の長さの略直線部を設け
るようにしているので、セラミック粉末を分散させるの
に必要な最大せん断応力（１０００［Ｐａ］以上）を確
実に与えて、セラミック粉末を効率よく分散させること
が可能になるとともに、この略直線部の上流側及び下流
側に、曲折角度が１００゜以下の曲折部、曲率半径が３
mm以下の湾曲部が含まれないようにしているので、スラ
リーが流路に供給される前後において、衝突や衝撃力に
より、セラミック粉末が大きなダメージを受けることを
防止することが可能になる。

【００６８】また、請求項２のセラミックスラリーの製
造方法のように、混合スラリーが流路を通過する際の壁
面せん断速度を１０^６［１／ｓ］以上とすることによ
り、混合スラリーが流路を通過する際に、セラミック粉
末に大きなダメージを与えることなく、セラミック粉末
を確実に効率よく分散させることが可能になる。

【００６９】また、請求項３のセラミックスラリーの製
造方法のように、混合スラリーを１００kg/cm^２以上、
好ましくは３００kg／cm^２以上に加圧することにより、
前記流路における壁面せん断速度を１０^６［１／ｓ］以
上とすること、又は／及び最大せん断応力を１０００
［Ｐａ］以上とすることが可能になり、本願発明を実効
あらしめることができる。

【００７０】また、請求項４のセラミックスラリーの製
造方法のように、流路の長さと代表径との比（長さ／代
表径）Ｒ_Ｌ／Ｄを、３０≦Ｒ_Ｌ／Ｄ≦１０００とするこ
とにより、実用レベルの条件で、流路を通過する混合ス
ラリー中のセラミック粉末を十分に分散させることが可
能になり、本願発明をより実効あらしめることができる
ようになる。

【００７１】また、請求項５のセラミックグリーンシー
トの製造方法のように、請求項１〜４の方法により製造
され、平均粒径が０．０１〜１μmのセラミック粉末が
分散媒に十分に分散したセラミックスラリーを用いてセ
ラミックグリーンシートを製造するようにした場合、厚
さが０．１〜１０μmと薄く、高品質のセラミックグリ
ーンシートを確実に製造することが可能になる。

【００７２】また、請求項６の積層セラミック電子部品
の製造方法のように、本願発明の方法により製造された
セラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシート
を形成し、該セラミックグリーンシートを卑金属内部電
極とともに積層、切断、焼成した後、外部電極を形成す
ることにより、所望の特性を有する高品質で信頼性の高
い積層セラミック電子部品を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のセラミックスラリーの製造方法を実
施するのに用いた高圧分散装置の概略構成を示す図であ
る。

【図２】本願発明のセラミックスラリーの製造方法を実
施するのに用いた高圧分散装置の分散部（流路）を示す
斜視図である。

【図３】図２の高圧分散装置の分散部（流路）の断面図
である。

【図４】本願発明のセラミックスラリーの製造方法を実
施するのに用いた高圧分散装置の分散部（流路）の他の
例を示す斜視図である。

【図５】図４の高圧分散装置の分散部（流路）の断面図
である。

【図６】セラミックグリーンシートを積層して製造され
る積層セラミックコンデンサを示す断面図である。

【図７】積層セラミックコンデンサの製造方法を示す図
である。

【符号の説明】

１セラミック素子２内部電極３ａ，３ｂ外部電極１１電極配設シート２１外層用シート３１原料投入部３２加圧部３３分散部（流路）３４排出部３５外筒３６焼結ダイヤモンド層３７超硬合金からなる管

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B28C 1/00 - 1/22 B28B 1/30 101

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が０．０１〜１μmのセラミック
粉末と分散媒とを混合した混合スラリーを高圧に加圧し
て、所定の長さの略直線部を有するとともに、その上流
側及び下流側に、曲折角度が１００゜以下の曲折部、曲
率半径が３mm以下の湾曲部を含まないように構成された
流路を、セラミック粉末に１０００［Ｐａ］以上の最大
せん断応力を与えることが可能な流速で通過させること
により、前記混合スラリー中のセラミック粉末を分散さ
せることを特徴とするセラミックスラリーの製造方法。
【請求項２】平均粒径が０．０１〜１μmのセラミック
粉末と分散媒とを混合した混合スラリーを高圧に加圧し
て、前記流路を、通過する際の壁面せん断速度が１０^６
［１／ｓ］以上で、前記混合スラリー中のセラミック粉
末を分散させることを特徴とするセラミックスラリーの
製造方法。
【請求項３】前記混合スラリーを１００kg/cm^２以上の
圧力に加圧して前記流路を通過させることを特徴とする
請求項１又は２記載のセラミックスラリーの製造方法。
【請求項４】前記流路の長さと代表径との比（長さ／代
表径）Ｒ_Ｌ／Ｄが、３０≦Ｒ_Ｌ／Ｄ≦１０００の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載のセラミックスラリーの製造方法：ただし、前記流路の代表径は、軸方向に直交する方向の
断面形状が (ａ)矩形の場合には短辺、 (ｂ)円管の場合には直径、 (ｃ)楕円の場合には短径、 (ｄ)その他の場合には流体平均深さ（＝４×流路断面積
／総濡れ長さ）を表す。
【請求項５】請求項１〜４の方法により製造されたセラ
ミックスラリーを、所定の基材上にシート状に成形し
て、厚さが０．１〜１０μmのセラミックグリーンシー
トを形成することを特徴とするセラミックグリーンシー
トの製造方法。
【請求項６】請求項１〜４の方法により製造されたセラ
ミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを形
成し、該セラミックグリーンシートを卑金属内部電極と
ともに積層、切断、焼成した後、外部電極を形成するこ
とを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。