JP3882607B2 - 積層電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層電子部品の製造方法、特に、長尺状の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し、セラミックグリーンシート表面に内部電極を形成する積層電子部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積層電子部品である積層セラミックコンデンサは、多数の誘電体層と、これら誘電体層の間に配置され、一端が対向する側面に交互に露出する内部電極と、
対向する側面にそれぞれ設けられた一対の外部電極とから構成されている。
【０００３】
現状、このような積層セラミックコンデンサにおいては、小型化、大容量化が進んでおり、これに伴って誘電体および内部電極の薄膜化が要求されている。
【０００４】
従来の積層セラミックコンデンサの誘電体層および内部電極は以下のように形成されていた。まず、キャリアフィルム上に誘電体粉末と有機バインダからなる誘電体スラリーを塗布し、乾燥することにより誘電体層となるセラミックグリーンシートを形成する。次に、このセラミックグリーンシート上に導電ペーストをスクリーン印刷し、内部電極を形成する。この内部電極は厳密には焼成前の内部電極であるが、焼成後の内部電極とともに、以下どちらも「内部電極」という。この内部電極間の隙間に誘電体ペーストを更にスクリーン印刷し、乾燥することにより、段差解消用誘電体を形成する。この段差解消用誘電体は厳密には焼成前の段差解消用誘電体であるが、焼成後の段差解消用誘電体とともに、以下どちらも「段差解消用誘電体」という。このような工程で形成された二層からなる積層体をキャリアフィルムから剥離して、所定枚数だけ積層し、圧着を行って一体化する。その後、これを厚み方向に切断し、個々の素体を形成して焼成し、一対の外部電極を内部電極に導通するように素体の端面に塗布・焼結することにより積層セラミックコンデンサを形成する。
【０００５】
しかし、このようなスクリーン印刷法では、ペーストをスクリーン印刷版の開口部から印刷するので、少なくともスクリーン印刷版の厚み分、ペーストが形成されるため、最薄で２〜３μｍ程度となってしまう。この結果、積層セラミックコンデンサを薄膜化することが難しくなる。
【０００６】
一方、内部電極および段差解消用誘電体の他の形成方法として、グラビア印刷を用いる方法がある。グラビア印刷法では、搬送方向に長いキャリアフィルム上に誘電体スラリーを塗布し、乾燥させてセラミックグリーンシートを形成する。次に、キャリアフィルム上のセラミックグリーンシートの表面に、所定の形状の凹部に導電ペーストを充填したグラビアロールを接触させ、導電ペーストを転写して、内部電極を形成する。同様に、グラビア印刷で、誘電体ペーストを転写して、段差解消用誘電体を形成する。このように、内部電極および段差解消用誘電体を表面に形成し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、前述のように積層・圧着することにより積層体を形成する。この積層体を厚み方向に切断して焼成することにより、各素体を形成し、各々に外部電極を設けて積層セラミックコンデンサを構成する。このように、グラビア印刷を用いた場合、内部電極および段差解消用誘電体の厚みを１μｍ程度とすることができる。よって、積層セラミックコンデンサの薄膜化が可能となる。
【０００７】
このようなグラビア印刷により内部電極および段差解消用誘電体を形成する方法の改善発明として、▲１▼特開平８−２５０３７０および▲２▼特開平１１−８１５６等が考案、開示されている。
【０００８】
▲１▼の発明においては、キャリアフィルム上に、グラビア印刷にて誘電体グリーンシートを形成し、この誘電体グリーンシートの表面に電極パターンおよび段差解消用誘電体パターンを、グラビア印刷して、乾燥することにより形成する。この工程を少なくとも１回以上繰り返すことにより、キャリアフィルム上に２層以上からなる積層シートを形成する。この積層シートを更に積み重ねていき、圧着することにより積層体を形成する。この積層体を厚み方法に切断、焼成して、個別の素体にし、各々外部電極を設けて積層セラミックコンデンサを形成している。
【０００９】
▲２▼の発明においては、キャリアフィルム上に、グラビア印刷にて、内部電極パターンおよび段差解消用誘電体パターンを形成する。この層の上面に、セラミックスラリーを塗布・乾燥することにより電極埋め込みシートを形成する。電極埋め込みシートはキャリアフィルムが付いた状態で、同様に形成した他の電極埋め込みシートに圧着し、圧着後にキャリアフィルムを剥離する。このような工程を繰り返すことにより、積層体を形成する。この積層体を厚み方法に切断、焼成して、個別の素体にし、各々外部電極を設けて積層セラミックコンデンサを形成している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述のような従来の積層電子部品の製造方法においては、以下に示す解決すべき課題が存在した。
【００１１】
▲１▼の発明においては、グラビア印刷により誘電体グリーンシートを形成しているのであるが、グラビア印刷では、グラビア版に形成した複数の凹部に充填したセラミックスラリーをキャリアフィルムに印刷するため、成型速度が遅くなり、広範囲に亘り平坦な表面を形成することが難しい。また、誘電体グリーンシートの表面に電極パターンを形成するため、導電ペーストに含有されている溶剤成分が誘電体グリーンシートに浸潤してダメージを与えてしまう。このような誘電体グリーンシートを直接誘電体層として使用した場合、誘電体層を挟む電極間でのショート不良やＩＲ（絶縁抵抗）不良等の発生する可能性が増加する。特に、近年、積層電子部品の小型化、大容量化が要求されており、各層の薄層化が必要となるため、更に不良発生の可能性が高くなり、深刻な問題となり得る。
【００１２】
▲２▼の発明においては、キャリアフィルム上に直接内部電極および段差解消用誘電体を形成し、この層の上部にセラミックスラリーを塗布して誘電体グリーンシートを形成している。よって、内部電極を形成する導電ペーストに含まれる溶剤の影響によるシートダメージを無くすことができる。しかし、積層工程において、圧着後のキャリアフィルムを剥離する工程を必要とする。
【００１３】
キャリアフィルムは、誘電体グリーンシートを離間するための処理をその表面に行っているため、誘電体グリーンシートの剥離については問題を生じない。ところが、本発明のように、内部電極と段差解消用誘電体とからなる層を剥離する場合、内部電極部と段差解消用誘電体部とで剥離強度が異なる。よって、剥離時に内部電極もしくは段差解消用誘電体のどちらかが剥離せず、キャリアフィルムに残るという現象が発生する可能性がある。また、この現象を回避するため、双方の剥離強度を一致させるように、それぞれの組成を設計することも可能であるが、ばらつきが生じるとともに、内部電極および誘電体材料の設計に制限を設けることとなり、設計の自由度が低下してしまう。
【００１４】
この発明の目的は、内部電極形成時におけるセラミックグリーンシートへの影響を抑制するとともに、積層体を容易に形成することができる積層電子部品の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、長尺状のキャリアフィルムの表面に第２のセラミックグリーンシートより薄い前記第１のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成し、該第１のセラミックグリーンシートの表面に内部電極および段差解消用誘電体をグラビア印刷により形成し、内部電極および段差解消用誘電体の表面に第２のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成して、３層の積層中間体を形成し、該積層中間体を複数積層、圧着して積層体を形成することにより、第１のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリーンシートとからなる誘電体層を形成する。
【００１６】
この発明は、長尺状のキャリアフィルムの表面に第２のセラミックグリーンシートより薄い第１のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成し、該第１のセラミックグリーンシートの表面に内部電極層をグラビア印刷により形成し、内部電極層の表面に第２のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成して、３層の積層中間体を形成し、該積層中間体を複数積層、圧着して積層体を形成することにより、第１のセラミックグリーンシートおよび第２のセラミックグリーンシートからなる誘電体層を形成する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に係る積層電子部品の製造方法について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は積層体の側面断面図である。
図２は内部電極および段差解消用誘電体を形成するグラビア印刷工程の概略図である。
【００２０】
図３は中間積層体の形成過程を示した図であり、（ａ）は第１のセラミックグリーンシートのみの図、（ｂ）は内部電極形成後の図、（ｃ）は段差解消用誘電体形成後の図、（ｄ）は第２のセラミックグリーンシート形成後の図である。
図１、図２、図３において、１は第１のセラミックグリーンシート、２は第２のセラミックグリーンシート、３は内部電極、４は段差解消用誘電体、１０は中間積層体、１１は誘電体層、３３は導電ペースト、３４は誘電体ペーストである。
また、５１はキャリアフィルム、５２はキャリアフィルム５１を搬送するテンションロール、５３ａ，５３ｂは、それぞれ導電ペースト３３および誘電体ペースト３４を転写するグラビアロール、５４ａ，５４ｂはグラビアロール５３ａ，５３ｂを補助するバックアップロール、５５ａは導電ペースト槽、５５ｂは誘電体ペースト槽、５６ａ，５６ｂは不必要な導電ペースト３３および誘電体ペースト３４を除去するドクターブレード、５７ａ，５７ｂはそれぞれ導電ペースト３３および誘電体ペースト３４を乾燥する乾燥炉である。
【００２１】
キャリアフィルム５１の表面には、ダイコート法により、誘電体スラリーを塗布し、ブレードで均一な厚みに形成していく。平坦に形成された誘電体スラリーを乾燥して第１のセラミックグリーンシート１を形成する（図３の（ａ））。
【００２２】
次に、図２に示すように、第１のセラミックグリーンシート１を形成したキャリアフィルム５１は複数のテンションロール５２間を経由して、グラビアロール５３ａに達する。グラビアロール５３ａには所定の形状で導電ペースト３３を充填する凹部を備えるグラビア印刷版を設置している。グラビアロール５３ａは、一部を導電ペースト槽５５ａ内に蓄えられた導電ペースト３３に浸漬しており、回転しながら、グラビア印刷版の凹部に導電ペースト３３を供給する。供給された導電ペースト３３はドクターブレード５６ａにより余剰な分を掻き取られ、必要量のみが凹部に充填される。バックアップロール５４ａはグラビアロール５３ａと同調して回転する。キャリアフィルム５１がグラビアロール５３ａとバックアップロール５４ａとの間を通過することにより、第１のセラミックグリーンシート１の表面に導電ペースト３３が所定の形状で転写される。転写された導電ペースト３３は乾燥炉４ａ内を通過することにより乾燥され、内部電極３を形成する（図３の（ｂ））。ここで、内部電極３の厚みは１．５μｍ以下であることが望ましい。
【００２３】
内部電極３を形成した第１のセラミックグリーンシート１を備えるキャリアフィルム５１は複数のテンションロール２を経由した後に、グラビアロール５３ｂに達する。
【００２４】
グラビアロール５４ａには所定の形状で誘電体ペースト３４を充填する凹部を備えるグラビア印刷版を設置している。グラビアロール５４ａは、一部を誘電体ペースト槽５５ｂ内に蓄えられた誘電体ペースト３４に浸漬しており、回転しながら、グラビア印刷版の凹部に誘電体ペースト３４を供給する。供給された誘電体ペースト３４はドクターブレード５６ｂにより余剰な分を掻き取られ、必要量のみが凹部に充填される。バックアップロール５４ｂはグラビアロール５３ｂと同調して回転する。キャリアフィルム５１がグラビアロール５３ｂとバックアップロール５４ｂとの間を通過することにより、第１のセラミックグリーンシート１の表面に誘電体ペースト３４が内部電極３に重ならないように転写される。転写された誘電体ペースト３４は乾燥炉４ｂ内を通過することにより乾燥され、段差解消用誘電体４を形成する（図３の（ｃ））。
【００２５】
このように内部電極３および段差解消用誘電体４を形成した第１のセラミックグリーンシート１を備えるキャリアフィルム５１は、巻取り部に導かれ、再び巻き取られ、巻回物として保管される。
【００２６】
次に、内部電極３および段差解消用誘電体４を形成した第１のセラミックグリーンシート１には、内部電極３および段差解消用誘電体４の上に、さらにダイコート法により、第２のセラミックグリーンシート２が形成され、中間積層体１０を形成する（図３の（ｄ））。
【００２７】
このように形成した中間積層体１０を、複数積層することにより、図１に示すような積層体２０を形成する。積層体２０には、第１のセラミックグリーンシート１と第２のセラミックグリーンシート２とが接合して誘電体層１１を形成している。ここで、誘電体１１の厚みは３．０μｍ以下であることが望ましく、これに合わせるように、第１のセラミックグリーンシート１および第２のセラミックグリーンシート２を形成する。次に、積層体２０を厚み方向に切断し、個々の素体を形成し、該素体に導電ペーストを塗布、焼結して外部電極を形成することにより、積層セラミックコンデンサを構成する。
【００２８】
このような構成とすることにより、誘電体層は導電ペーストに含まれる溶剤の影響を受けた第１のセラミックグリーンシートと影響を受けない第２のセラミックグリーンシートとから形成されるため、溶剤によるシートダメージの影響を誘電体層としては相対的に低減でき、層間でのショート不良やＩＲ不良を抑制することができる。
【００２９】
また、第１のセラミックグリーンシートの厚みは、第２のセラミックグリーンシートの厚みより、十分に薄い方が望ましい。すなわち、第１のセラミックグリーンシートは各ペーストに含まれる溶剤によりシートダメージを受けている。よて、第１のセラミックグリーンシートの誘電体層に占める割合が少なければ少ない程、誘電体層における影響を少なくすることができるからである。
【００３０】
また、セラミックグリーンシートをダイコート法により形成するため、広範囲に平坦な表面を確保することができ、信頼性の高い積層電子部品を構成することができる。
【００３１】
また、キャリアフィルム上に第１セラミックグリーンシートを形成した後、第１のセラミックグリーンシート上に内部電極および段差解消用誘電体を形成するため、キャリアフィルムからの剥離性が良好になり、剥離時の不良を抑制することができる。
【００３２】
また、段差解消用誘電体を形成せず、誘電体層と内部電極層とを交互に積層した積層セラミックコンデンサ等の積層電子部品においても、本実施形態と同様の工程で製造することにより、前述のような効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、長尺状のキャリアフィルムの表面に第１のセラミックグリーンシートを形成し、第１のセラミックグリーンシートの表面に内部電極および段差解消用誘電体を形成し、内部電極および段差解消用誘電体の表面に第２のセラミックグリーンシートを形成して３層の積層中間体を形成し、積層中間体を複数積層、圧着して積層体を形成することにより、誘電体層を第１のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリーンシートとから形成する。これにより、内部電極形成時（導電ペースト印刷時）のシートダメージの影響を低減することができる。また、キャリアフィルム上に第１のセラミックグリーンシートを形成した後、第１のセラミックグリーンシート上に内部電極および段差解消用誘電体を形成するため、キャリアフィルムからの剥離性が良好になり、剥離時の不良を抑制することができる。
【００３４】
また、この発明によれば、長尺状のキャリアフィルムの表面に第１のセラミックグリーンシートを形成し、第１のセラミックグリーンシートの表面に内部電極を形成し、内部電極の表面に第２のセラミックグリーンシートを形成して３層の積層中間体を形成し、積層中間体を複数積層、圧着して積層体を形成することにより、誘電体層を第１のセラミックグリーンシートと第２のセラミックグリーンシートとから形成する。これにより、内部電極形成時（導電ペースト印刷時）のシートダメージの影響を低減することができ、高信頼性の積層電子部品を製造することができる。
【００３５】
また、この発明によれば、第１のセラミックグリーンシートの厚みを、第２のセラミックグリーンシートの厚みよりも薄くすることにより、誘電体層におけるシートダメージの影響を低減することができ、信頼性の高い積層電子部品を製造することができる。
【００３６】
また、この発明によれば、セラミックグリーンシートをダイコートにより形成するため、広範囲に平坦な表面を確保することができ、信頼性の高い積層電子部品を構成することができる。更に、内部電極および段差解消用誘電体をグラビア印刷で形成することにより、１μｍ程度の薄膜化にも対応することができ、素子の多層化や、素子を小型化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る積層電子部品における積層体の側面断面図
【図２】第１の実施形態に係る内部電極および段差解消用誘電体を形成するグラビア印刷工程の概略図
【図３】第１の実施形態に係る積層電子部品における中間積層体の形成過程を示した図
【符号の説明】
１−第１のセラミックグリーンシート
２−第２のセラミックグリーンシート
３−内部電極、内部電極用導電ペースト乾燥体
４−段差解消用誘電体、段差解消用誘電体用誘電体ペースト乾燥体
１０−中間積層体
１１−誘電体層
３３−導電ペースト
３４−誘電体ペースト
５１−キャリアフィルム
５２−キャリアフィルム５１を搬送するテンションロール
５３ａ−導電ペースト３３を転写するグラビアロール
５３ｂ−誘電体ペースト３４を転写するグラビアロール
５４ａ−グラビアロール５３ａを補助するバックアップロール
５４ｂ−グラビアロール５３ｂを補助するバックアップロール
５５ａ−導電ペースト槽
５５ｂ−誘電体ペースト槽
５６ａ，５６ｂ−不必要な導電ペースト３３および誘電体ペースト３４を除去するドクターブレード
５７ａ−導電ペースト３３を乾燥する乾燥炉
５７ｂ−誘電体ペースト３４を乾燥する乾燥炉

Claims (2)

1. 第１のセラミックグリーンシートおよび第２のセラミックグリーンシートからなる誘電体層と、内部電極および該内部電極間に形成された段差解消用誘電体とからなる層とを交互に積層して積層中間体を形成した後に該積層中間体を圧着することにより積層体を形成し、該積層体を個別に切断後焼成し、各々に外部電極を設ける積層電子部品の製造方法であって、
   長尺状のキャリアフィルムの表面に前記第２のセラミックグリーンシートより薄い前記第１のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成し、
   該第１のセラミックグリーンシートの表面に前記内部電極および前記段差解消用誘電体をグラビア印刷により形成し、
   前記内部電極および前記段差解消用誘電体の表面に前記第２のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成して、３層の積層中間体を形成し、
   該積層中間体を複数積層、圧着して前記積層体を形成することにより、前記第１のセラミックグリーンシートおよび第２のセラミックグリーンシートからなる誘電体層を形成する積層電子部品の製造方法。
2. 第１のセラミックグリーンシートおよび第２のセラミックグリーンシートからなる誘電体層と、内部電極層とを交互に積層して積層中間体を形成した後に該積層中間体を圧着することにより積層体を形成し、該積層体を個別に切断後焼成し、各々に外部電極を設ける積層電子部品の製造方法であって、
   長尺状のキャリアフィルムの表面に前記第２のセラミックグリーンシートより薄い前記第１のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成し、
   該第１のセラミックグリーンシートの表面に前記内部電極層をグラビア印刷により形成し、
   前記内部電極層の表面に前記第２のセラミックグリーンシートをダイコート法により形成して、３層の積層中間体を形成し、
   該積層中間体を複数積層、圧着して前記積層体を形成することにより、前記第１のセラミックグリーンシートおよび第２のセラミックグリーンシートからなる誘電体層を形成する積層電子部品の製造方法。

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