JP3602368B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はテレビジョン受像機の電子チューナ、液晶テレビ、携帯電話等の各種電気製品に広く利用される積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に従来の積層セラミック電子部品の製造方法について、積層セラミックコンデンサを例に説明する。
【０００３】
まず、チタン酸バリウム等の誘電体材料と有機バインダ成分等からなるセラミックシートを作製する。一方、ベースフィルム上にスクリーン印刷法やグラビア印刷法により導電体ペーストを印刷、乾燥して導電体層をパターン形成する。次に、このベースフィルム上に形成された導電体層とセラミックシートが直接接触するように重ね合わせ、加熱プレス機により導電体層をセラミックシート側に転写させる。次いで、導電体層が転写されたセラミックシートを複数枚重ね合わせて積層体を得る。その後この積層体を焼成し、外部電極を形成していた（例えば、特開平９−２３７９５５号公報、特公平５−２５３８１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セラミックシートおよび導電体層は、可塑剤成分やバインダ成分などの有機物を含有しており、大気中で長時間放置した場合には有機物が変質したり、飛散したりしてその物性値が経時的に変化する。
【０００５】
特に、可塑剤成分は飛散しやすく、飛散した場合にはセラミックシートや導電体層を硬く、脆く変化させる。この時には積層時のセラミックシート間およびセラミックシートと導電体層間の接着力が低下し、積層時や焼成時に構造欠陥を招くという問題点を有していた。
【０００６】
また、バインダ成分についても、温度や湿度などの影響を受けて変質するために積層時には同様の不具合を発生する。このような構造欠陥は、積層セラミック電子部品を製造していく上で致命的な問題であり、改善する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は上記課題に鑑み、セラミックシートおよび導電体層に含まれる有機物の変質、飛散を極力抑えることにより、構造欠陥のない積層セラミック電子部品を提供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】
この目的を達成するために本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、第１のベースフィルム上にセラミック成分と少なくとも一種類以上の有機物からなる第１のベースフィルム付きセラミックシートを形成する第１の工程と、第２のベースフィルム上に金属成分と少なくとも１種類以上の有機物からなる第２のベースフィルム付き導電体層を形成する第２の工程と、前記第１のベースフィルム付きセラミックシートと前記第２のベースフィルム付き導電体層を前記セラミックシートと前記導電体層とが直接接触するように重ね合わせて前記第１及び第２のベースフィルムを介して加圧して導電体層付きセラミックシートを得る第３の工程と、この第１及び第２のベースフィルムに挟まれた導電体層付きセラミックシートの前記第１あるいは第２のベースフィルムの一方を除去する第４の工程と、この第１あるいは第２のベースフィルム上の導電体層付きセラミックシートと別の導電体層付きセラミックシートとを前記導電体層がセラミックシートを介して対向するように圧着した後前記第１あるいは第２のベースフィルムの他方を除去する第５の工程と、この第５の工程を所望の回数繰り返して積層体を得る第６の工程と、前記積層体を焼成する第７の工程を有し、前記セラミックシートと前記導電体層は同一成分の有機物を少なくとも１種類含有し、前記第５の工程は、前記セラミックシート及び前記導電体層を前記有機物の軟化点以上に加熱し、前記有機物の流動性を向上させて行うものであり、かつ第４の工程において、最初に除去するベースフィルムの厚みを後から除去するベースフィルムの厚みより薄くしたものであり、導電体層付きセラミックシートは積層する直前までベースフィルム間に挟まれた状態であるので大気中に露出している面積は最小限であり、両者に含まれる有機物の変質や飛散を大部分抑えることができるので、セラミックシートどうしあるいはセラミックシートと導電体層間の接着力が低下しないので、構造欠陥のない積層セラミック電子部品を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１のベースフィルム上にセラミック成分と少なくとも一種類以上の有機物からなる第１のベースフィルム付きセラミックシートを形成する第１の工程と、第２のベースフィルム上に金属成分と少なくとも１種類以上の有機物からなる第２のベースフィルム付き導電体層を形成する第２の工程と、前記第１のベースフィルム付きセラミックシートと前記第２のベースフィルム付き導電体層を前記セラミックシートと前記導電体層とが直接接触するように重ね合わせて前記第１及び第２のベースフィルムを介して加圧して導電体層付きセラミックシートを得る第３の工程と、この第１及び第２のベースフィルムに挟まれた導電体層付きセラミックシートの前記第１あるいは第２のベースフィルムの一方を除去する第４の工程と、この第１あるいは第２のベースフィルム上の導電体層付きセラミックシートと別の導電体層付きセラミックシートとを前記導電体層がセラミックシートを介して対向するように圧着した後前記第１あるいは第２のベースフィルムの他方を除去する第５の工程と、この第５の工程を所望の回数繰り返して積層体を得る第６の工程と、前記積層体を焼成する第７の工程を有する積層セラミック電子部品の製造方法であり、前記セラミックシートと前記導電体層は同一成分の有機物を少なくとも１種類含有し、前記第５の工程は、前記セラミックシート及び前記導電体層を前記有機物の軟化点以上に加熱し、前記有機物の流動性を向上させて行うものであり、かつ第４の工程において、最初に除去するベースフィルムの厚みを後から除去するベースフィルムの厚みより薄くしたものであり、構造欠陥のない積層セラミック電子部品を得ることができるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、第１のベースフィルムとセラミックシートの接着強度と、第２のベースフィルムと導電体層との接着強度を変えた請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において接着強度の小さい方のベースフィルムを容易に除去でき、導電体層付きセラミックシートの積層を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、導電体層付きセラミックシート間の接着強度よりも、第１のベースフィルムとセラミックシート間あるいは第２のベースフィルムと導電体層間の接着強度を小さくした請求項１〜請求項２のいずれか一つに記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において、導電体層付きセラミックシートの積層を容易に行うことができるものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、第１のベースフィルムとセラミックシート間あるいは第２のベースフィルムと導電体層間の少なくとも一方に離型層を形成した請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において、ベースフィルムの除去を容易に行うことができるものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、離型層はアクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂のうち少なくとも１種類以上を用いて形成した請求項４に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において、ベースフィルムの除去を容易に行うことができるものである。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、積層セラミックコンデンサを例に図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１〜図４は実施の形態１および２、図５〜図７は実施の形態１における積層セラミック電子部品の製造工程を説明するための断面図であり、１１ａ，１１ｂはベースフィルム、１２はセラミックシート、１３は導電体層、１４は導電体層付きセラミックシート、１５は積層体、２０は加圧体、２１は支持体である。
【００２０】
また図１１は、実施の形態１，２における積層セラミックコンデンサの一部切欠斜視図であり、１はセラミック誘電体層、２は内部電極、３は外部電極であり、内部電極２はおのおの外部電極３に接続されている。
【００２１】
この積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
【００２２】
まずチタン酸バリウム等の誘電体材料と、ポリビニルブチラール系のバインダ成分と、可塑剤成分としてジブチルフタレート、溶剤成分として酢酸ブチルを混合してスラリー化した後、ドクターブレード法を用いて図２に示すポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムとする。）などのベースフィルム１１ａ上にセラミック誘電体層１となるセラミックシート１２を形成した。
【００２３】
一方、図３に示すようにＰＥＴフィルムなどのベースフィルム１１ｂ上に内部電極２となる導電体層１３としてニッケルペーストを所定のパターン状に印刷法などで形成して乾燥させた。ニッケルペースト中にはニッケル粉末と溶剤の他、有機バインダ成分が含まれている。溶剤は脂肪族ナフサ、芳香族ナフサ、テルピネオール、有機バインダ成分はポリビニルブチラールである。乾燥後のニッケルペーストは、大部分の溶剤は飛散しほとんど金属成分と有機バインダ成分のみとなる。
【００２４】
次に、図４に示すようにセラミックシート１２の表面と導電体層１３の表面が直接接触するように配置し、ベースフィルム１１ａとベースフィルム１１ｂでセラミックシート１２と導電体層１３を挟み込むように加圧体２０で加圧して、導電体層付きセラミックシート１４を得た。加圧は一軸プレスにより１００ｋｇ／ｃｍ２で行った。この時セラミックシート１２と導電体層１３中に含まれるポリビニルブチラールの軟化点以上の温度（８０〜１００℃程度）に加熱して行ってもよい。
【００２５】
このようにして得た導電体層付きセラミックシート１４の大部分は、ベースフィルム１１ａ，１１ｂで被覆されているため直接大気と接している面積は非常に少ない。その結果、図１に示すような状態で導電体層付きセラミックシート１４を長期間保存したとしてもセラミックシート１２および導電体層１３に含まれる有機成分が飛散したり、変質することがないために製造上での在庫として長期保存することができる。
【００２６】
また、実際に工場などで大量の積層セラミックコンデンサを製造する場合、セラミックシート１２上に導電体層１３を形成して長時間放置した後積層を行うことがしばしばある。このような場合においても、導電体層付きセラミックシート１４をベースフィルム１１ａ，１１ｂに挟まれた状態で保管し、積層工程直前にどちらかのベースフィルム１１ａ，１１ｂを除去すれば、放置時間の長短に関わらず安定して積層を行うことができる。
【００２７】
本実施の形態では、図１に示すような状態の導電体層付きセラミックシート１４の作製直後から５日、１０日、１００日及び３００日間放置した後に積層体１５を形成した。つまり所定の期間放置した後に、図５に示すようにベースフィルム１１ｂを除去した導電体層付きセラミックシート１４を複数枚、図６に示すように予め支持体２１上に積層しておいた複数のセラミックシート１２の上に順次３０枚熱転写し、この上に再び複数のセラミックシート１２を積層した後、図７に示す積層体１５を得た。熱転写は一軸プレス機を用い、１００℃，１００ｋｇ／ｃｍ２で行った。その後、積層体１５を所望の形状に切断し、１３００℃、Ｎ２およびＨ２雰囲気中で焼成を行った。焼成後、内部電極２の露出した両端面に外部電極３を形成して図１１に示す積層セラミックコンデンサを得た。
【００２８】
（実施の形態２）
図８〜図１０は実施の形態２における積層セラミック電子部品の製造工程を説明するための断面図である。
【００２９】
本実施の形態における積層セラミックコンデンサの製造方法について図１、図８〜図１１を用いて説明する。
【００３０】
実施の形態１と同様にして図１に示す導電体層付きセラミックシート１４を得る。次に実施の形態１と同様に導電体層付きセラミックシート１４がベースフィルム１１ａ，１１ｂに挟まれた状態で、導電体層付きセラミックシート１４の作製直後から５日、１０日、１００日及び３００日放置した後に積層体１５を形成した。
【００３１】
つまり所定の期間放置した後に図８に示すようにベースフィルム１１ａを除去した導電体層付きセラミックシート１４を複数枚、図９に示すように予め支持体２１上に積層しておいた複数のセラミックシート１２の上に順次３０枚熱転写し、図１０に示すような積層体１５を得た。その後、積層体１５を所望の形状に切断し、１３００℃、Ｎ２およびＨ２雰囲気中で焼成を行った。焼成後、内部電極２の露出した両端面に外部電極３を形成して図１１に示す積層セラミックコンデンサを得た。
【００３２】
また、比較例として、ベースフィルムを有しない同様の厚みのセラミックシートに導電体層を加圧転写して得た導電体層付きセラミックシートを積層して形成した従来の製造方法による積層セラミックコンデンサも製造した。
【００３３】
（表１）に実施の形態１，２で作製した積層セラミックコンデンサおよび比較のため作製した積層セラミックコンデンサの構造欠陥の発生頻度を示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
（表１）から明らかなように、比較例については１００日以後で構造欠陥が発生しているのに対して、実施の形態１及び２の積層セラミックコンデンサについては長期間保存したにもかかわらず構造欠陥が発生していない。また比較例で発生している構造欠陥の内、いくらかは焼成する前に既に発生しており、明らかに有機成分が変質、飛散したことによってセラミックシートどうしおよびセラミックシートと導電体層の接着力が低下したために発生したものと考えられる。このことから、導電体層付きセラミックシート１４をベースフィルム１１ａ，１１ｂに挟まれた状態で長期間保存することは構造欠陥を抑制するのに大きな効果を有しているといえる。
【００３６】
ここで本発明においてポイントとなることを以下に記載する。
【００３７】
（１）図４に示すようにベースフィルム１１ａ，１１ｂを介してセラミックシート１２と導電体層１３とを加圧する方法は、一軸プレスにて面圧を付加する方法やロール加圧方式で線圧を付加する方法などセラミックシート１２と導電体層１３が完全に接触し、圧力が均一に負荷される方法で行えばよい。この工程は、セラミックシート１２と導電体層１３が十分な接着性を得るために行うものであり、加温しながら行うことも有効である。
【００３８】
（２）上記実施の形態においては、セラミックシート１２と導電体層１３中には、それぞれ有機バインダ成分としてポリビニルブチラールを含有させることにより、セラミックシート１２と導電体層１３との接着強度を向上させている。なお、バインダ成分に限らず、可塑剤成分などセラミックシート１２及び導電体層１３中に少なくとも一種類の有機成分を含有させることにより、両者の接着強度を向上させることができる。
【００３９】
（３）導電体層付きセラミックシート１４を形成する際、セラミックシート１２と導電体層１３に含まれるポリビニルブチラールの軟化点以上の温度（上記実施の形態では８０〜１００℃）で行うことにより、ポリビニルブチラールの流動性が向上し、セラミックシート１２と導電体層１３の接着強度が向上する。なお、セラミックシート１２あるいは導電体層１３中の少なくとも一つの有機物の軟化点以上で行うことにより、同様の効果は得られるが、セラミックシート１２と導電体層１３に同一有機物が存在する場合は、この有機物の軟化点以上の温度で行うことが接着強度向上の点から考えると最も好ましい。
【００４０】
（４）積層体１５を形成するために、導電体層付きセラミックシート１４を熱転写する際、セラミックシート１２と導電体層１３に含まれるポリビニルブチラールの軟化点以上の温度（上記実施の形態では８０〜１００℃）で行うことにより、ポリビニルブチラールの流動性が向上し、セラミックシート１２どうし及びセラミックシート１２と導電体層１３との接着強度が向上する。なお、セラミックシート１２あるいは導電体層１３中の少なくとも一つの有機物の軟化点以上で行うことにより、同様の効果は得られるが、セラミックシート１２と導電体層１３に同一有機物が存在する場合は、この有機物の軟化点以上の温度で行うことが接着強度向上の点から考えると最も好ましい。
【００４１】
（５）上記（３）、（４）に記載した工程は、ベースフィルム１１ａ，１１ｂを介して行うこととなる。従って加温温度が高すぎるとベースフィルム１１ａ，１１ｂが変形するのに伴いセラミックシート１２、導電体層１３も変形してしまうので、ベースフィルム１１ａ，１１ｂの軟化点より低い温度で行うことが必要である。
【００４２】
（６）積層セラミックコンデンサを製造する際は、ベースフィルム１１ａ，１１ｂ間に挟まれた導電体層付きセラミックシート１４を形成するまでの工程と、ベースフィルム１１ａ，１１ｂを除去して積層体１５を形成する工程まではできるだけ時間をかけずに行うことが、本発明の効果を最大限に生かすことになる。すなわち、本発明はセラミックシート１２と導電体層１３とができるだけ空気に接触しないようにするものであるからである。
【００４３】
（７）導電体層付きセラミックシート１４の接着強度よりもベースフィルム１１ａとセラミックシート１２間あるいは、ベースフィルム１１ｂと導電体層１３間の接着強度を小さくして、積層体形成時に導電体層付きセラミックシート１４からベースフィルム１１ａ，１１ｂの除去を容易に行うことができる。
【００４４】
（８）ベースフィルム１１ａ，１１ｂ上の少なくとも一方の表面に、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂のうち少なくとも１種類以上を含有した離型層を形成することにより、導電体層付きセラミックシート１４からベースフィルム１１ａ，１１ｂを容易に除去することができる。これらの樹脂の混合比および合成温度を変化させることで離型層からの剥離力の強弱をつけることができる。
【００４５】
また、一般的に離型層は、厚いほど剥離しやすくなる。従って、最初剥離する方のベースフィルム上の離型層を後から剥離するベースフィルム上の離型層より厚く形成することにより、導電体層付きセラミックシート１４とベースフィルム１１ａ，１１ｂの分離を容易に行うことができる。
【００４６】
（９）導電体層付きセラミックシート１４からベースフィルム１１ａ，１１ｂを剥離する時は、その剥離スピードを最初はゆっくり、その後速くすることにより、導電体層付きセラミックシート１４とベースフィルム１１ａ，１１ｂとの分離を容易に行うことができる。
【００４７】
（１０）セラミックシート１２の厚みが特に薄い場合、ベースフィルム１１ａ，１１ｂ間に挟まれた導電体層付きセラミックシート１４は、最初に導電体層１３の側のベースフィルム１１ｂを剥離する方がセラミックシート１２の破損を抑制するために望ましい。
【００４８】
（１１）導電体層付きセラミックシート１４の接着強度よりも、ベースフィルム１１ａとセラミックシート１２間あるいはベースフィルム１１ｂと導電体層１３間の接着強度を小さくすることにより、導電体層付きセラミックシート１４の積層を容易に行うことができるものである。
【００４９】
（１２）上記実施の形態においては、積層セラミックコンデンサについて説明したが、本発明はセラミックシートと導電体層とを積層する積層工程を有する一般的な積層セラミック電子部品を製造方法において同様の効果が得られるものである。例えば、積層チップバリスタや積層型のコイル、多層基板などである。
【００５０】
【発明の効果】
以上本発明によると、セラミックシートおよび導電体層に含まれる有機物の変質、飛散を極力抑制することにより、導電体層付きセラミックシートの長期保存やそれらに起因する構造欠陥のない積層セラミック電子部品を提供することができる。その結果、生産性、歩留まりの向上に対して絶大なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図２】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図３】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図４】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図５】本発明の実施の形態１における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図６】本発明の実施の形態１における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図７】本発明の実施の形態１における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図８】本発明の実施の形態２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図９】本発明の実施の形態２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図１０】本発明の実施の形態２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図１１】一般的な積層セラミックコンデンサの一部切欠斜視図
【符号の説明】
１ セラミック誘電体層
２ 内部電極
３ 外部電極
１１ａ ベースフィルム
１１ｂ ベースフィルム
１２ セラミックシート
１３ 導電体層
１４ 導電体層付きセラミックシート
１５ 積層体
２０ 加圧体
２１ 支持体
【発明の属する技術分野】
本発明はテレビジョン受像機の電子チューナ、液晶テレビ、携帯電話等の各種電気製品に広く利用される積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に従来の積層セラミック電子部品の製造方法について、積層セラミックコンデンサを例に説明する。
【０００３】
まず、チタン酸バリウム等の誘電体材料と有機バインダ成分等からなるセラミックシートを作製する。一方、ベースフィルム上にスクリーン印刷法やグラビア印刷法により導電体ペーストを印刷、乾燥して導電体層をパターン形成する。次に、このベースフィルム上に形成された導電体層とセラミックシートが直接接触するように重ね合わせ、加熱プレス機により導電体層をセラミックシート側に転写させる。次いで、導電体層が転写されたセラミックシートを複数枚重ね合わせて積層体を得る。その後この積層体を焼成し、外部電極を形成していた（例えば、特開平９−２３７９５５号公報、特公平５−２５３８１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
セラミックシートおよび導電体層は、可塑剤成分やバインダ成分などの有機物を含有しており、大気中で長時間放置した場合には有機物が変質したり、飛散したりしてその物性値が経時的に変化する。
【０００５】
特に、可塑剤成分は飛散しやすく、飛散した場合にはセラミックシートや導電体層を硬く、脆く変化させる。この時には積層時のセラミックシート間およびセラミックシートと導電体層間の接着力が低下し、積層時や焼成時に構造欠陥を招くという問題点を有していた。
【０００６】
また、バインダ成分についても、温度や湿度などの影響を受けて変質するために積層時には同様の不具合を発生する。このような構造欠陥は、積層セラミック電子部品を製造していく上で致命的な問題であり、改善する必要がある。
【０００７】
そこで本発明は上記課題に鑑み、セラミックシートおよび導電体層に含まれる有機物の変質、飛散を極力抑えることにより、構造欠陥のない積層セラミック電子部品を提供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】
この目的を達成するために本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、第１のベースフィルム上にセラミック成分と少なくとも一種類以上の有機物からなる第１のベースフィルム付きセラミックシートを形成する第１の工程と、第２のベースフィルム上に金属成分と少なくとも１種類以上の有機物からなる第２のベースフィルム付き導電体層を形成する第２の工程と、前記第１のベースフィルム付きセラミックシートと前記第２のベースフィルム付き導電体層を前記セラミックシートと前記導電体層とが直接接触するように重ね合わせて前記第１及び第２のベースフィルムを介して加圧して導電体層付きセラミックシートを得る第３の工程と、この第１及び第２のベースフィルムに挟まれた導電体層付きセラミックシートの前記第１あるいは第２のベースフィルムの一方を除去する第４の工程と、この第１あるいは第２のベースフィルム上の導電体層付きセラミックシートと別の導電体層付きセラミックシートとを前記導電体層がセラミックシートを介して対向するように圧着した後前記第１あるいは第２のベースフィルムの他方を除去する第５の工程と、この第５の工程を所望の回数繰り返して積層体を得る第６の工程と、前記積層体を焼成する第７の工程を有し、前記セラミックシートと前記導電体層は同一成分の有機物を少なくとも１種類含有し、前記第５の工程は、前記セラミックシート及び前記導電体層を前記有機物の軟化点以上に加熱し、前記有機物の流動性を向上させて行うものであり、かつ第４の工程において、最初に除去するベースフィルムの厚みを後から除去するベースフィルムの厚みより薄くしたものであり、導電体層付きセラミックシートは積層する直前までベースフィルム間に挟まれた状態であるので大気中に露出している面積は最小限であり、両者に含まれる有機物の変質や飛散を大部分抑えることができるので、セラミックシートどうしあるいはセラミックシートと導電体層間の接着力が低下しないので、構造欠陥のない積層セラミック電子部品を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、第１のベースフィルム上にセラミック成分と少なくとも一種類以上の有機物からなる第１のベースフィルム付きセラミックシートを形成する第１の工程と、第２のベースフィルム上に金属成分と少なくとも１種類以上の有機物からなる第２のベースフィルム付き導電体層を形成する第２の工程と、前記第１のベースフィルム付きセラミックシートと前記第２のベースフィルム付き導電体層を前記セラミックシートと前記導電体層とが直接接触するように重ね合わせて前記第１及び第２のベースフィルムを介して加圧して導電体層付きセラミックシートを得る第３の工程と、この第１及び第２のベースフィルムに挟まれた導電体層付きセラミックシートの前記第１あるいは第２のベースフィルムの一方を除去する第４の工程と、この第１あるいは第２のベースフィルム上の導電体層付きセラミックシートと別の導電体層付きセラミックシートとを前記導電体層がセラミックシートを介して対向するように圧着した後前記第１あるいは第２のベースフィルムの他方を除去する第５の工程と、この第５の工程を所望の回数繰り返して積層体を得る第６の工程と、前記積層体を焼成する第７の工程を有する積層セラミック電子部品の製造方法であり、前記セラミックシートと前記導電体層は同一成分の有機物を少なくとも１種類含有し、前記第５の工程は、前記セラミックシート及び前記導電体層を前記有機物の軟化点以上に加熱し、前記有機物の流動性を向上させて行うものであり、かつ第４の工程において、最初に除去するベースフィルムの厚みを後から除去するベースフィルムの厚みより薄くしたものであり、構造欠陥のない積層セラミック電子部品を得ることができるものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、第１のベースフィルムとセラミックシートの接着強度と、第２のベースフィルムと導電体層との接着強度を変えた請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において接着強度の小さい方のベースフィルムを容易に除去でき、導電体層付きセラミックシートの積層を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、導電体層付きセラミックシート間の接着強度よりも、第１のベースフィルムとセラミックシート間あるいは第２のベースフィルムと導電体層間の接着強度を小さくした請求項１〜請求項２のいずれか一つに記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において、導電体層付きセラミックシートの積層を容易に行うことができるものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、第１のベースフィルムとセラミックシート間あるいは第２のベースフィルムと導電体層間の少なくとも一方に離型層を形成した請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において、ベースフィルムの除去を容易に行うことができるものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、離型層はアクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂のうち少なくとも１種類以上を用いて形成した請求項４に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であり、第４の工程において、ベースフィルムの除去を容易に行うことができるものである。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、積層セラミックコンデンサを例に図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
図１〜図４は実施の形態１および２、図５〜図７は実施の形態１における積層セラミック電子部品の製造工程を説明するための断面図であり、１１ａ，１１ｂはベースフィルム、１２はセラミックシート、１３は導電体層、１４は導電体層付きセラミックシート、１５は積層体、２０は加圧体、２１は支持体である。
【００２０】
また図１１は、実施の形態１，２における積層セラミックコンデンサの一部切欠斜視図であり、１はセラミック誘電体層、２は内部電極、３は外部電極であり、内部電極２はおのおの外部電極３に接続されている。
【００２１】
この積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
【００２２】
まずチタン酸バリウム等の誘電体材料と、ポリビニルブチラール系のバインダ成分と、可塑剤成分としてジブチルフタレート、溶剤成分として酢酸ブチルを混合してスラリー化した後、ドクターブレード法を用いて図２に示すポリエチレンテレフタレートフィルム（以下、ＰＥＴフィルムとする。）などのベースフィルム１１ａ上にセラミック誘電体層１となるセラミックシート１２を形成した。
【００２３】
一方、図３に示すようにＰＥＴフィルムなどのベースフィルム１１ｂ上に内部電極２となる導電体層１３としてニッケルペーストを所定のパターン状に印刷法などで形成して乾燥させた。ニッケルペースト中にはニッケル粉末と溶剤の他、有機バインダ成分が含まれている。溶剤は脂肪族ナフサ、芳香族ナフサ、テルピネオール、有機バインダ成分はポリビニルブチラールである。乾燥後のニッケルペーストは、大部分の溶剤は飛散しほとんど金属成分と有機バインダ成分のみとなる。
【００２４】
次に、図４に示すようにセラミックシート１２の表面と導電体層１３の表面が直接接触するように配置し、ベースフィルム１１ａとベースフィルム１１ｂでセラミックシート１２と導電体層１３を挟み込むように加圧体２０で加圧して、導電体層付きセラミックシート１４を得た。加圧は一軸プレスにより１００ｋｇ／ｃｍ２で行った。この時セラミックシート１２と導電体層１３中に含まれるポリビニルブチラールの軟化点以上の温度（８０〜１００℃程度）に加熱して行ってもよい。
【００２５】
このようにして得た導電体層付きセラミックシート１４の大部分は、ベースフィルム１１ａ，１１ｂで被覆されているため直接大気と接している面積は非常に少ない。その結果、図１に示すような状態で導電体層付きセラミックシート１４を長期間保存したとしてもセラミックシート１２および導電体層１３に含まれる有機成分が飛散したり、変質することがないために製造上での在庫として長期保存することができる。
【００２６】
また、実際に工場などで大量の積層セラミックコンデンサを製造する場合、セラミックシート１２上に導電体層１３を形成して長時間放置した後積層を行うことがしばしばある。このような場合においても、導電体層付きセラミックシート１４をベースフィルム１１ａ，１１ｂに挟まれた状態で保管し、積層工程直前にどちらかのベースフィルム１１ａ，１１ｂを除去すれば、放置時間の長短に関わらず安定して積層を行うことができる。
【００２７】
本実施の形態では、図１に示すような状態の導電体層付きセラミックシート１４の作製直後から５日、１０日、１００日及び３００日間放置した後に積層体１５を形成した。つまり所定の期間放置した後に、図５に示すようにベースフィルム１１ｂを除去した導電体層付きセラミックシート１４を複数枚、図６に示すように予め支持体２１上に積層しておいた複数のセラミックシート１２の上に順次３０枚熱転写し、この上に再び複数のセラミックシート１２を積層した後、図７に示す積層体１５を得た。熱転写は一軸プレス機を用い、１００℃，１００ｋｇ／ｃｍ２で行った。その後、積層体１５を所望の形状に切断し、１３００℃、Ｎ２およびＨ２雰囲気中で焼成を行った。焼成後、内部電極２の露出した両端面に外部電極３を形成して図１１に示す積層セラミックコンデンサを得た。
【００２８】
（実施の形態２）
図８〜図１０は実施の形態２における積層セラミック電子部品の製造工程を説明するための断面図である。
【００２９】
本実施の形態における積層セラミックコンデンサの製造方法について図１、図８〜図１１を用いて説明する。
【００３０】
実施の形態１と同様にして図１に示す導電体層付きセラミックシート１４を得る。次に実施の形態１と同様に導電体層付きセラミックシート１４がベースフィルム１１ａ，１１ｂに挟まれた状態で、導電体層付きセラミックシート１４の作製直後から５日、１０日、１００日及び３００日放置した後に積層体１５を形成した。
【００３１】
つまり所定の期間放置した後に図８に示すようにベースフィルム１１ａを除去した導電体層付きセラミックシート１４を複数枚、図９に示すように予め支持体２１上に積層しておいた複数のセラミックシート１２の上に順次３０枚熱転写し、図１０に示すような積層体１５を得た。その後、積層体１５を所望の形状に切断し、１３００℃、Ｎ２およびＨ２雰囲気中で焼成を行った。焼成後、内部電極２の露出した両端面に外部電極３を形成して図１１に示す積層セラミックコンデンサを得た。
【００３２】
また、比較例として、ベースフィルムを有しない同様の厚みのセラミックシートに導電体層を加圧転写して得た導電体層付きセラミックシートを積層して形成した従来の製造方法による積層セラミックコンデンサも製造した。
【００３３】
（表１）に実施の形態１，２で作製した積層セラミックコンデンサおよび比較のため作製した積層セラミックコンデンサの構造欠陥の発生頻度を示す。
【００３４】
【表１】
（表１）から明らかなように、比較例については１００日以後で構造欠陥が発生しているのに対して、実施の形態１及び２の積層セラミックコンデンサについては長期間保存したにもかかわらず構造欠陥が発生していない。また比較例で発生している構造欠陥の内、いくらかは焼成する前に既に発生しており、明らかに有機成分が変質、飛散したことによってセラミックシートどうしおよびセラミックシートと導電体層の接着力が低下したために発生したものと考えられる。このことから、導電体層付きセラミックシート１４をベースフィルム１１ａ，１１ｂに挟まれた状態で長期間保存することは構造欠陥を抑制するのに大きな効果を有しているといえる。
【００３６】
ここで本発明においてポイントとなることを以下に記載する。
【００３７】
（１）図４に示すようにベースフィルム１１ａ，１１ｂを介してセラミックシート１２と導電体層１３とを加圧する方法は、一軸プレスにて面圧を付加する方法やロール加圧方式で線圧を付加する方法などセラミックシート１２と導電体層１３が完全に接触し、圧力が均一に負荷される方法で行えばよい。この工程は、セラミックシート１２と導電体層１３が十分な接着性を得るために行うものであり、加温しながら行うことも有効である。
【００３８】
（２）上記実施の形態においては、セラミックシート１２と導電体層１３中には、それぞれ有機バインダ成分としてポリビニルブチラールを含有させることにより、セラミックシート１２と導電体層１３との接着強度を向上させている。なお、バインダ成分に限らず、可塑剤成分などセラミックシート１２及び導電体層１３中に少なくとも一種類の有機成分を含有させることにより、両者の接着強度を向上させることができる。
【００３９】
（３）導電体層付きセラミックシート１４を形成する際、セラミックシート１２と導電体層１３に含まれるポリビニルブチラールの軟化点以上の温度（上記実施の形態では８０〜１００℃）で行うことにより、ポリビニルブチラールの流動性が向上し、セラミックシート１２と導電体層１３の接着強度が向上する。なお、セラミックシート１２あるいは導電体層１３中の少なくとも一つの有機物の軟化点以上で行うことにより、同様の効果は得られるが、セラミックシート１２と導電体層１３に同一有機物が存在する場合は、この有機物の軟化点以上の温度で行うことが接着強度向上の点から考えると最も好ましい。
【００４０】
（４）積層体１５を形成するために、導電体層付きセラミックシート１４を熱転写する際、セラミックシート１２と導電体層１３に含まれるポリビニルブチラールの軟化点以上の温度（上記実施の形態では８０〜１００℃）で行うことにより、ポリビニルブチラールの流動性が向上し、セラミックシート１２どうし及びセラミックシート１２と導電体層１３との接着強度が向上する。なお、セラミックシート１２あるいは導電体層１３中の少なくとも一つの有機物の軟化点以上で行うことにより、同様の効果は得られるが、セラミックシート１２と導電体層１３に同一有機物が存在する場合は、この有機物の軟化点以上の温度で行うことが接着強度向上の点から考えると最も好ましい。
【００４１】
（５）上記（３）、（４）に記載した工程は、ベースフィルム１１ａ，１１ｂを介して行うこととなる。従って加温温度が高すぎるとベースフィルム１１ａ，１１ｂが変形するのに伴いセラミックシート１２、導電体層１３も変形してしまうので、ベースフィルム１１ａ，１１ｂの軟化点より低い温度で行うことが必要である。
【００４２】
（６）積層セラミックコンデンサを製造する際は、ベースフィルム１１ａ，１１ｂ間に挟まれた導電体層付きセラミックシート１４を形成するまでの工程と、ベースフィルム１１ａ，１１ｂを除去して積層体１５を形成する工程まではできるだけ時間をかけずに行うことが、本発明の効果を最大限に生かすことになる。すなわち、本発明はセラミックシート１２と導電体層１３とができるだけ空気に接触しないようにするものであるからである。
【００４３】
（７）導電体層付きセラミックシート１４の接着強度よりもベースフィルム１１ａとセラミックシート１２間あるいは、ベースフィルム１１ｂと導電体層１３間の接着強度を小さくして、積層体形成時に導電体層付きセラミックシート１４からベースフィルム１１ａ，１１ｂの除去を容易に行うことができる。
【００４４】
（８）ベースフィルム１１ａ，１１ｂ上の少なくとも一方の表面に、アクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂のうち少なくとも１種類以上を含有した離型層を形成することにより、導電体層付きセラミックシート１４からベースフィルム１１ａ，１１ｂを容易に除去することができる。これらの樹脂の混合比および合成温度を変化させることで離型層からの剥離力の強弱をつけることができる。
【００４５】
また、一般的に離型層は、厚いほど剥離しやすくなる。従って、最初剥離する方のベースフィルム上の離型層を後から剥離するベースフィルム上の離型層より厚く形成することにより、導電体層付きセラミックシート１４とベースフィルム１１ａ，１１ｂの分離を容易に行うことができる。
【００４６】
（９）導電体層付きセラミックシート１４からベースフィルム１１ａ，１１ｂを剥離する時は、その剥離スピードを最初はゆっくり、その後速くすることにより、導電体層付きセラミックシート１４とベースフィルム１１ａ，１１ｂとの分離を容易に行うことができる。
【００４７】
（１０）セラミックシート１２の厚みが特に薄い場合、ベースフィルム１１ａ，１１ｂ間に挟まれた導電体層付きセラミックシート１４は、最初に導電体層１３の側のベースフィルム１１ｂを剥離する方がセラミックシート１２の破損を抑制するために望ましい。
【００４８】
（１１）導電体層付きセラミックシート１４の接着強度よりも、ベースフィルム１１ａとセラミックシート１２間あるいはベースフィルム１１ｂと導電体層１３間の接着強度を小さくすることにより、導電体層付きセラミックシート１４の積層を容易に行うことができるものである。
【００４９】
（１２）上記実施の形態においては、積層セラミックコンデンサについて説明したが、本発明はセラミックシートと導電体層とを積層する積層工程を有する一般的な積層セラミック電子部品を製造方法において同様の効果が得られるものである。例えば、積層チップバリスタや積層型のコイル、多層基板などである。
【００５０】
【発明の効果】
以上本発明によると、セラミックシートおよび導電体層に含まれる有機物の変質、飛散を極力抑制することにより、導電体層付きセラミックシートの長期保存やそれらに起因する構造欠陥のない積層セラミック電子部品を提供することができる。その結果、生産性、歩留まりの向上に対して絶大なる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図２】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図３】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図４】本発明の実施の形態１および２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図５】本発明の実施の形態１における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図６】本発明の実施の形態１における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図７】本発明の実施の形態１における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図８】本発明の実施の形態２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図９】本発明の実施の形態２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図１０】本発明の実施の形態２における積層セラミックコンデンサの一製造工程を説明する断面図
【図１１】一般的な積層セラミックコンデンサの一部切欠斜視図
【符号の説明】
１ セラミック誘電体層
２ 内部電極
３ 外部電極
１１ａ ベースフィルム
１１ｂ ベースフィルム
１２ セラミックシート
１３ 導電体層
１４ 導電体層付きセラミックシート
１５ 積層体
２０ 加圧体
２１ 支持体
Claims (5)
- 第１のベースフィルム上にセラミック成分と少なくとも１種類の有機物からなる第１のベースフィルム付きセラミックシートを形成する第１の工程と、第２のベースフィルム上に金属成分と少なくとも１種類の有機物からなる第２のベースフィルム付き導電体層を形成する第２の工程と、前記第１のベースフィルム付きセラミックシートと前記第２のベースフィルム付き導電体層を前記セラミックシートと前記導電体層とが直接接触するように重ね合わせて前記第１及び第２のベースフィルムを介して加圧して導電体層付きセラミックシートを得る第３の工程と、この第１及び第２のベースフィルムに挟まれた導電体層付きセラミックシートの前記第１あるいは第２のベースフィルムの一方を除去する第４の工程と、この第１あるいは第２のベースフィルム上の導電体層付きセラミックシートと別の導電体層付きセラミックシートとを前記導電体層がセラミックシートを介して対向するように圧着した後前記第１あるいは第２のベースフィルムの他方を除去する第５の工程と、この第５の工程を所望の回数繰り返して積層体を得る第６の工程と、前記積層体を焼成する第７の工程を有し、前記セラミックシートと前記導電体層は同一成分の有機物を少なくとも１種類含有し、前記第５の工程は、前記セラミックシート及び前記導電体層を前記有機物の軟化点以上に加熱し、前記有機物の流動性を向上させて行うものであり、かつ第４の工程において、最初に除去するベースフィルムの厚みを後から除去するベースフィルムの厚みより薄くした積層セラミック電子部品の製造方法。
- 第１のベースフィルムとセラミックシートの接着強度と、第２のベースフィルムと導電体層との接着強度を変えた請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 導電体層付きセラミックシート間の接着強度よりも、第１のベースフィルムとセラミックシート間あるいは第２のベースフィルムと導電体層間の接着強度を小さくした請求項１〜請求項２のいずれか一つに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 第１のベースフィルムとセラミックシート間あるいは第２のベースフィルムと導電体層間の少なくとも一方に離型層を形成した請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 離型層はアクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂のうち少なくとも１種類以上を用いて形成した請求項４に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
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