JP3925434B2 - 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】
本発明は例えば積層セラミックコンデンサ等の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】
従来のセラミックコンデンサの製造方法について説明する。
【０００３】
まず、チタン酸バリウムを主成分とするセラミック粉末に有機物バインダ等を加え、混練し、スラリー化した後、ドクターブレード法等を用いてキャリアフィルム上にセラミックシートを作製する。
【０００４】
次に、セラミックシート上に金属ペーストをスクリーン印刷し、矩形状の複数の導体層付きセラミックシートを準備する。
【０００５】
次いで、支持板上に接着シートを介して、所定枚数のセラミックシート、導体層付きセラミックシート、セラミックシートの順に積層する。セラミックシート及び導体層付きセラミックシートの積層は、キャリアフィルム側を上に配置し、全面を剛体で加圧後、キャリアフィルムを剥離する工程を繰り返すことにより行う。
【０００６】
次いで、この上に複数の導体層付きセラミックシートを同様にキャリアフィルム側を上にして積層、加圧後、キャリアフィルムを剥がす。
【０００７】
その後、同様にしてセラミックシートの積層、圧着、キャリアフィルムの剥離を繰り返し、積層体を作製する。
【０００８】
次に、前記積層体の上下をプレス板で挟んで加圧し、一体化した後、所望の形状に切断し、支持板から分離して個片の積層体とする。
【０００９】
その後、積層体を焼成し、外部電極を形成して積層セラミックコンデンサとする。
【００１０】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１９８４５９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法によると、キャリアフィルム剥離起点となる積層体外周部においては導体層の有無による段差が発生し、加圧を十分に行うことができない。その結果、キャリアフィルムを剥離する際に、積層体からセラミックシートが剥離して折り重なったり、切断されたりして構造欠陥が発生するという問題点を有していた。
【００１３】
そこで、本発明は、セラミックシートの剥離による構造欠陥を抑制することのできる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ものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、キャリアフィルム上に形成した導体層付きセラミックシートを別の導体層付きセラミックシートに積層し、前記キャリアフィルム上から全面加圧する第１の工程と、次に、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート外周の少なくとも一部を再度加圧する第２の工程と、次いで、剥離装置を付着させて再度加圧した部分を起点として前記キャリアフィルムを剥離する第３の工程を有し、前記第２の工程における加圧は、前記第１の工程における加圧よりも高い温度かつ低い圧力で行うものであり、キャリアフィルムとセラミックシートの分離の起点となるセラミックシート間は十分な接着強度を有し、キャリアフィルム剥離時、セラミックシートの剥離による構造欠陥の発生を抑制できる。
【００１５】
そして、第２の工程における加圧は、第１の工程よりも高い温度かつ低い圧力で行うので、セラミックシートが加熱により軟化し、常温と比較して短時間の加圧でもセラミックシート間に十分な接着強度を付与し、生産性を向上させることができる。また、第２の工程により加圧された部分が他の部分よりも過剰にへこむことにより発生する上層のセラミックシートの転写不良を抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第２の工程における加圧は弾性体を用いて行うものであり、加圧部に導体層の有無による段差がある場合でも、セラミックシート間に十分な接着強度を付与できる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第２の工程において弾性体でセラミックシートの側面も被覆されるように加圧するものであり、セラミックシートに位置ずれがあったとしても、セラミックシート同士の接着性を確保し、キャリアフィルム剥離時にセラミックシートの剥離を抑制できる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、第１の工程における加圧は剛体で行うものであり、セラミックシートの伸びを抑制することができ、構造欠陥の発生を抑制できる。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、第２の工程後、冷却してからキャリアフィルムの剥離を行うものであり、導体層及びセラミックシートに含有されている樹脂が硬化し、キャリアフィルムの剥離を容易に行うことができる。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、第２の工程においてセラミックシート外周全体を加圧するものであり、セラミックシートが薄くとも、セラミックシートの剥離を抑制しつつ、キャリアフィルムを剥離できる。
【００２２】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、キャリアフィルム上に形成した導体層付きセラミックシートを別の導体層付きセラミックシートに積層し、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート外周の少なくとも一部を加圧する第１の工程と、次に、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート全面を加圧する第２の工程と、次いで、剥離装置を付着させて前記第１の工程で加圧した部分を起点として前記キャリアフィルムを剥離する第３の工程を有し、前記第１の工程における加圧は、前記第２の工程における加圧よりも高い温度かつ低い圧力で行うものであり、キャリアフィルムとセラミックシートの分離の起点となる部分のセラミックシート間は十分な接着強度を有し、キャリアフィルム剥離時のセラミックシートの剥離による構造欠陥の発生を抑制できる。
【００２３】
そして、第１の工程における加圧は、第２の工程よりも高い温度かつ低い圧力で行うので、セラミックシートが加熱により軟化し、常温と比較して短時間の加圧でもセラミックシート間に十分な接着強度を付与し、生産性を向上させることができる。また、第１の工程により加圧された部分が他の部分よりも過剰にへこむことにより発生する上層のセラミックシートの転写不良を抑制することができる。
【００２４】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、第１の工程における加圧は弾性体を用いて行うものであり、加圧部に導体層の有無による段差がある場合でも、セラミックシート間に十分な接着強度を付与できる。
【００２５】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、第１の工程において弾性体でセラミックシートの側面も被覆されるように加圧するものであり、セラミックシートをずらして積層したとしてもセラミックシート同士の接着性を確保し、キャリアフィルム剥離時にセラミックシートの剥離を抑制できる。
【００２６】
本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、第２の工程における加圧は剛体で行うものであり、セラミックシートの伸びを抑制することができ、構造欠陥の発生を抑制できる。
【００２８】
本発明の請求項１１に記載の発明は、特に、第２の工程後、冷却工程を経た後第３の工程を行うものであり、導体層及びセラミックシートに含有されている樹脂が硬化し、キャリアフィルムの剥離を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明の請求項１２に記載の発明は、特に、第１の工程においてセラミックシートの外周全体を加圧するものであり、セラミックシートが薄くとも、セラミックシートの剥離を抑制しつつ、キャリアフィルムを剥離できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜５に記載の発明について説明する。
【００３１】
図１〜３は本実施の形態１における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図であり、１１は支持板、１２は接着シート、１３はセラミックシート、１４は導体層、１５はキャリアフィルム、１６，１７はプレス機、１７ａは弾性体、１８はキャリアフィルムの剥離装置、１９は積層体ブロックである。
【００３２】
また図４は本実施の形態における積層セラミックコンデンサの一部切欠断面斜視図であり、３１はセラミック層、３２は外部電極である。
【００３３】
まず、キャリアフィルム１５の上に離型層（図示せず）を介して矩形状の導体層１４を多数形成し、乾燥する。導体層１４は、ニッケルを主成分とする金属粉末に、ポリビニルブチラール系の有機バインダ、脂肪族ナフサ、芳香族ナフサ、テルピネオールなどの溶剤を混合した金属ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。
【００３４】
次に、チタン酸バリウムを主成分とするセラミック粉末に、ポリビニルブチラール系の有機物バインダ、可塑剤としてジブチルフタレート、溶剤として酢酸ブチルを混練し、スラリー化した後、ドクターブレード法等を用いて導体層１４を形成したキャリアフィルム１５上にセラミック層３１となる四辺形のセラミックシート１３を作製する。
【００３５】
このようにして作製した導体層１４付きセラミックシート１３において、セラミックシート１３の厚みは約１０μｍ、導体層１４の厚みは約２．５μｍである。
【００３６】
次に、支持板１１上に両面に粘着性を有する接着シート１２を貼付け、この上に導体層１４を形成していないセラミックシート１３を２０枚積層する。接着シート１２の接着力はセラミックシート１３と支持板１１とが分離しない程度必要である。しかし、積層体ブロック１９を切断後に分離する必要があるため、積層体ブロック１９作製時の加熱温度よりも高い温度で積層体ブロック１９との接着性は消失する機能を有する。
【００３７】
そして、図２に示すように積層したセラミックシート１３の上に導体層１４付きセラミックシート１３をキャリアフィルム１５ごと積層し、上面からプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、セラミックシート１３全面を加圧及び加熱する。
【００３８】
次に、図１に示すように、キャリアフィルム１５とセラミックシート１３の分離起点となるセラミックシート１３の角部をキャリアフィルム１５を介してプレス機１７により１ＭＰａ、１００℃で１秒間再び加圧及び加熱する。
【００３９】
次いで、導体層１４及びセラミックシート１３に含有されるバインダなどの有機物を硬化させて、キャリアフィルム１５の剥離を容易に行えるようにした後、図３に示すように、プレス機１７で加圧した部分（セラミックシート１３の角部）を剥離装置１８に付着させて対向する角部に向かって引き上げながらキャリアフィルム１５を剥離する。角部から剥離することによりセラミックシート１３に加わる応力を小さくすることができ、剥離及び損傷を抑制できる。
【００４０】
その後、同様にして導体層１４付きセラミックシート１３を２００枚積層し、続いて導体層１４を形成していないセラミックシート１３を２０枚積層して積層体ブロック１９を得る。
【００４１】
次に、積層体ブロック１９を加熱及び加圧することにより確実に一体化させた後、切断し、導体層１４が両端面に露出した積層体を得る。
【００４２】
そして、接着シート１２を１５０℃に加熱し、接着性を消失させて積層体を接着シート１２から分離する。
【００４３】
次に、積層体を窒素ガス中で熱処理し、バインダを除去した後、導体層１４となるニッケルの酸化が過度に起こらない窒素と水素の混合ガス雰囲気中で、１３００℃まで加熱して焼成し、焼結体を得る。
【００４４】
次に、この焼結体の外周面を研磨して、両端面に導体層１４を完全に露出させ、続いて焼結体の両端面に銅を主成分とする電極ペーストを塗布した後、８００℃の窒素雰囲気中で焼付けを行う。
【００４５】
次いで、この上にニッケルメッキ及び半田メッキを行い外部電極３２を形成し、図４に示す積層セラミックコンデンサを作製する。
【００４６】
本実施の形態１の積層セラミックコンデンサについて、電気的特性の評価及び顕微鏡で断面を観察して内部構造検査を行った。その結果、デラミネーション等の構造欠陥の発生がほとんど無く、また、電気的特性も良好であった。
【００４７】
（実施の形態２）
以下実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項６に記載の発明について説明する。
【００４８】
実施の形態１と異なる点は、使用するセラミックシート１３の厚みが約５μｍと実施の形態１と比較すると半分の厚み、すなわち強度の小さいセラミックシート１３を使用すること及びプレス機での加圧位置である。
【００４９】
まず実施の形態１と同様にして、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３を準備する。
【００５０】
次に、支持板１１上に接着シート１２を介してセラミックシート１３を２０枚積層し、この上に、図２に示すように導体層１４付きセラミックシート１３を積層し、キャリアフィルム１５を介して、上面からプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、セラミックシート１３全体を加圧及び加熱する。
【００５１】
次に、キャリアフィルム１５の剥離起点となる部分だけでなく、セラミックシート１３の外周全体を枠状の弾性体の押圧部を有するプレス機により１ＭＰａ、１００℃で１秒間再び加圧及び加熱する。
【００５２】
次いで、実施の形態１と同様にしてキャリアフィルム１５を剥離する。
【００５３】
この上に同様にしてキャリアフィルム１５上の導体層１４付きセラミックシート１３を２００枚積層する。
【００５４】
さらに、その上に、セラミックシート１３を２０枚積層し、積層体ブロック１９を得る。
【００５５】
以下同様にして図４に示す積層セラミックコンデンサを得る。
【００５６】
本実施の形態の積層セラミックコンデンサも実施の形態１と同様に、セラミックシート１３の剥離による構造欠陥及び切断不良のないものであった。
【００５７】
なお、実施の形態１，２においては、まずセラミックシート１３全面を加圧し、積層体ブロック１９内の空気を除去してから、キャリアフィルム１５の剥離起点を加圧する。その結果、積層体ブロック１９内の空気の残留を抑制できる。
【００５８】
（実施の形態３）
実施の形態３を用いて本発明の特に請求項７〜１１について説明する。
【００５９】
実施の形態１との相違点は、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３の積層工程である。それ以外は、同じであるので説明を省略する。
【００６０】
まず、支持板１１上に接着シート１２を介してセラミックシート１３を２００枚積層する。
【００６１】
次に、この上に導体層１４付きセラミックシート１３をキャリアフィルム１５ごと積層し、図１に示すようにキャリアフィルム１５とセラミックシート１３の分離起点となるセラミックシート１３の角部をキャリアフィルム１５を介してプレス機１７により１ＭＰａ、１００℃で１秒間加圧及び加熱する。
【００６２】
次いで、図２に示すように上面からプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、セラミックシート１３全面を加圧及び加熱する。
【００６３】
そして、実施の形態１に示したようにキャリアフィルム１５を剥離する。
【００６４】
同様にして導体層１４付きセラミックシート１３を２００枚積層し、続いてセラミックシート１３を２０枚積層し、積層体ブロック１９を得る。
【００６５】
続いて、実施の形態１と同様にして積層セラミックコンデンサを得る。
【００６６】
この積層セラミックコンデンサも、デラミネーション等の構造欠陥の発生がほとんど無く、また、電気的特性も良好であった。
【００６７】
なお、実施の形態３においてもセラミックシート１３の角部のみを加圧してから全面を加圧するので積層体ブロック１９内に空気が残留するのを抑制できる。
【００６８】
（実施の形態４）
実施の形態４を用いて本発明の特に請求項１２について説明する。
【００６９】
実施の形態３と異なる点は、使用するセラミックシート１３の厚みが約５μｍと実施の形態１と比較すると半分の厚み、すなわち強度の小さいセラミックシート１３を使用すること及びプレス機での加圧位置である。
【００７０】
まず実施の形態１と同様にして、導体層１４付きセラミックシート１３を準備する。
【００７１】
次に、支持板１１上に設けた接着シート１２の上にセラミックシート１３を２０枚積層する。
【００７２】
次いで、この上に導体層１４付きセラミックシート１３をキャリアフィルム１５ごと積層し、キャリアフィルム１５とセラミックシート１３の分離起点となる部分を含みセラミックシート１３の外周全体をキャリアフィルム１５を介して枠状で弾性体の押圧部を有するプレス機により１ＭＰａ、１００℃で１秒間、加圧及び加熱する。
【００７３】
その後、キャリアフィルム１５上面からセラミックシート１３全体をプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、加圧及び加熱する。
【００７４】
次いで、セラミックシート１３中の樹脂がある程度硬化するように冷却した後、実施の形態１に示したようにキャリアフィルム１５を剥離する。そして、このセラミックシート１３の上に同様にしてキャリアフィルム１５上のセラミックシート１３を２０枚積層する。
【００７５】
以下同様にして図４に示す積層セラミックコンデンサを得る。
【００７６】
本実施の形態の積層セラミックコンデンサも実施の形態１と同様に、セラミックシート１３の剥がれによる構造欠陥及び切断不良のないものであった。
【００７７】
なお、実施の形態４においては、まずセラミックシート１３の外周全体を加圧してから、全面を加圧するので積層体ブロック１９内に空気が残留する可能性がある。この空気は構造欠陥の原因となりうるので、外周全体を加圧する際は、積層体ブロック１９内部に空気が残留しないようにすることが望ましい。
【００７８】
また、実施の形態２，４のようにセラミックシート１３が薄く、その強度が小さい場合、加圧部分が剥離起点となる角部のみであると、この角を構成するセラミックシート１３の二辺が損傷しやすい。そのため、キャリアフィルム１５の剥離方向、つまり積層体ブロック１９の上に破損した欠片が落下する可能性がある。しかし、他の二辺は仮に損傷するようなことがあったとしても、キャリアフィルム１５の剥離方向が積層体ブロック１９の外方であるので、積層体ブロック１９の上に落下する可能性は少ない。そこで、少なくとも剥離起点となる角部を構成するセラミックシート１３の二辺を含む外周を加圧することが好ましい。
【００７９】
さらに、キャリアフィルム１５の剥離時には積層体ブロック１９表面に静電気が発生する。そのため、セラミックシート１３が破損するとこの静電気にその欠片が引き寄せられ、積層体ブロック１９の上に落下する可能性がある。そこで、より好ましくはセラミックシート１３の外周全体を加圧し、セラミックシート１３間の接着強度を向上させて、セラミックシート１３の損傷を抑制する。
【００８０】
実施の形態２，４のようにセラミックシート１３外周全体を加圧することは、特に厚み５μｍ以下のセラミックシート１３において顕著な効果がある。
【００８１】
なお、上記各実施の形態においてセラミックシート１３の角部あるいは外周の加圧は、弾性体で行っているが、剛体で行っても構わない。しかしながら、導体層１４の有無による段差を吸収するとともに、セラミックシート１３間に十分な接着性を付与することができるので弾性体で行うことが望ましい。さらに弾性体で加圧することにより、セラミックシート１３に位置ずれが生じたとしても、図１に示すように弾性体１７ａが積層体ブロック１９の側面も覆って加圧するため、セラミックシート１３の剥離及び損傷を抑制できる。
【００８２】
また、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３を全面加圧する場合、剛体で行ったが、加圧する部分の表面温度が所定の温度に達する熱伝導率と、加圧時間中その温度を保つ熱容量があれば、弾性体で行っても構わない。しかし、全面加圧の場合、弾性体で加圧するとセラミックシート１３あるいは導体層１４に伸びが生じるおそれがあるので剛体で行うことが好ましい。
【００８３】
加圧は、一度に行っても、複数回に分けて行っても構わない。二回以上加圧することにより、従来の一回の加圧よりもそれぞれ低温、低圧で加圧することができ、積層体の変形やダメージを軽減することができる。
【００８４】
また、キャリアフィルムの剥離起点を加圧する（部分加圧）場合、積層体ブロック１９の温度は全面加圧の場合より高くするとともに圧力は低くしている。
【００８５】
これは部分加圧が、加熱して接着性をさらに向上させることに主眼をおいているためである。具体的には、加圧時間内に積層したセラミックシート１３に含有する有機物が軟化するようにする。ただし、セラミックシート１３や導体層１４が過度に変形しないような温度にすることが必要である。また、圧力が高すぎると加圧した部分の変形が著しくなるので、後に積層する導体層１４付きセラミックシート１３の積層を精度良く行うことができなくなるからである。
【００８６】
キャリアフィルム１５の剥離起点の加圧は、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３の積層時すべてにおいて行ったが、最初にセラミックシート１３のみを積層する際は、導体層１４の有無による段差がないので、接着性が確保できるのであれば、行う必要はない。また、セラミックシート１３の性状により加圧時の加熱は必ずしも必要というわけではない。
【００８７】
また、キャリアフィルム１５上にまず導体層１４を形成し、続いてセラミックシート１３を形成することにより導体層１４付きセラミックシート１３を作製したが、キャリアフィルム１５上にセラミックシート１３を作製し、続いて導体層１４を作製した場合も同様の効果が得られる。
【００８８】
上記各実施の形態においては積層セラミックコンデンサを例に説明したが、積層バリスタ、積層セラミック基板、積層インダクタなどのセラミック電子部品においては同様の効果が得られる。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、積層時、セラミックシートの剥離による構造欠陥を抑制することのできるセラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１，３における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図
【図２】本発明の実施の形態１〜４における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図
【図３】本発明の実施の形態１〜４における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図
【図４】本発明の実施の形態１〜４における積層セラミックコンデンサの一部切欠断面斜視図
【符号の説明】
１１ 支持板
１２ 接着シート
１３ セラミックシート
１４ 導体層
１５ キャリアフィルム
１６ プレス機
１７ プレス機
１７ａ 弾性体
１８ 剥離装置
１９ 積層体ブロック
３１ セラミック層
３２ 外部電極
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば積層セラミックコンデンサ等の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】
従来のセラミックコンデンサの製造方法について説明する。
【０００３】
まず、チタン酸バリウムを主成分とするセラミック粉末に有機物バインダ等を加え、混練し、スラリー化した後、ドクターブレード法等を用いてキャリアフィルム上にセラミックシートを作製する。
【０００４】
次に、セラミックシート上に金属ペーストをスクリーン印刷し、矩形状の複数の導体層付きセラミックシートを準備する。
【０００５】
次いで、支持板上に接着シートを介して、所定枚数のセラミックシート、導体層付きセラミックシート、セラミックシートの順に積層する。セラミックシート及び導体層付きセラミックシートの積層は、キャリアフィルム側を上に配置し、全面を剛体で加圧後、キャリアフィルムを剥離する工程を繰り返すことにより行う。
【０００６】
次いで、この上に複数の導体層付きセラミックシートを同様にキャリアフィルム側を上にして積層、加圧後、キャリアフィルムを剥がす。
【０００７】
その後、同様にしてセラミックシートの積層、圧着、キャリアフィルムの剥離を繰り返し、積層体を作製する。
【０００８】
次に、前記積層体の上下をプレス板で挟んで加圧し、一体化した後、所望の形状に切断し、支持板から分離して個片の積層体とする。
【０００９】
その後、積層体を焼成し、外部電極を形成して積層セラミックコンデンサとする。
【００１０】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−１９８４５９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法によると、キャリアフィルム剥離起点となる積層体外周部においては導体層の有無による段差が発生し、加圧を十分に行うことができない。その結果、キャリアフィルムを剥離する際に、積層体からセラミックシートが剥離して折り重なったり、切断されたりして構造欠陥が発生するという問題点を有していた。
【００１３】
そこで、本発明は、セラミックシートの剥離による構造欠陥を抑制することのできる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ものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、キャリアフィルム上に形成した導体層付きセラミックシートを別の導体層付きセラミックシートに積層し、前記キャリアフィルム上から全面加圧する第１の工程と、次に、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート外周の少なくとも一部を再度加圧する第２の工程と、次いで、剥離装置を付着させて再度加圧した部分を起点として前記キャリアフィルムを剥離する第３の工程を有し、前記第２の工程における加圧は、前記第１の工程における加圧よりも高い温度かつ低い圧力で行うものであり、キャリアフィルムとセラミックシートの分離の起点となるセラミックシート間は十分な接着強度を有し、キャリアフィルム剥離時、セラミックシートの剥離による構造欠陥の発生を抑制できる。
【００１５】
そして、第２の工程における加圧は、第１の工程よりも高い温度かつ低い圧力で行うので、セラミックシートが加熱により軟化し、常温と比較して短時間の加圧でもセラミックシート間に十分な接着強度を付与し、生産性を向上させることができる。また、第２の工程により加圧された部分が他の部分よりも過剰にへこむことにより発生する上層のセラミックシートの転写不良を抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第２の工程における加圧は弾性体を用いて行うものであり、加圧部に導体層の有無による段差がある場合でも、セラミックシート間に十分な接着強度を付与できる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、第２の工程において弾性体でセラミックシートの側面も被覆されるように加圧するものであり、セラミックシートに位置ずれがあったとしても、セラミックシート同士の接着性を確保し、キャリアフィルム剥離時にセラミックシートの剥離を抑制できる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、第１の工程における加圧は剛体で行うものであり、セラミックシートの伸びを抑制することができ、構造欠陥の発生を抑制できる。
【００２０】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、第２の工程後、冷却してからキャリアフィルムの剥離を行うものであり、導体層及びセラミックシートに含有されている樹脂が硬化し、キャリアフィルムの剥離を容易に行うことができる。
【００２１】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、第２の工程においてセラミックシート外周全体を加圧するものであり、セラミックシートが薄くとも、セラミックシートの剥離を抑制しつつ、キャリアフィルムを剥離できる。
【００２２】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、キャリアフィルム上に形成した導体層付きセラミックシートを別の導体層付きセラミックシートに積層し、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート外周の少なくとも一部を加圧する第１の工程と、次に、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート全面を加圧する第２の工程と、次いで、剥離装置を付着させて前記第１の工程で加圧した部分を起点として前記キャリアフィルムを剥離する第３の工程を有し、前記第１の工程における加圧は、前記第２の工程における加圧よりも高い温度かつ低い圧力で行うものであり、キャリアフィルムとセラミックシートの分離の起点となる部分のセラミックシート間は十分な接着強度を有し、キャリアフィルム剥離時のセラミックシートの剥離による構造欠陥の発生を抑制できる。
【００２３】
そして、第１の工程における加圧は、第２の工程よりも高い温度かつ低い圧力で行うので、セラミックシートが加熱により軟化し、常温と比較して短時間の加圧でもセラミックシート間に十分な接着強度を付与し、生産性を向上させることができる。また、第１の工程により加圧された部分が他の部分よりも過剰にへこむことにより発生する上層のセラミックシートの転写不良を抑制することができる。
【００２４】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、第１の工程における加圧は弾性体を用いて行うものであり、加圧部に導体層の有無による段差がある場合でも、セラミックシート間に十分な接着強度を付与できる。
【００２５】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、第１の工程において弾性体でセラミックシートの側面も被覆されるように加圧するものであり、セラミックシートをずらして積層したとしてもセラミックシート同士の接着性を確保し、キャリアフィルム剥離時にセラミックシートの剥離を抑制できる。
【００２６】
本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、第２の工程における加圧は剛体で行うものであり、セラミックシートの伸びを抑制することができ、構造欠陥の発生を抑制できる。
【００２８】
本発明の請求項１１に記載の発明は、特に、第２の工程後、冷却工程を経た後第３の工程を行うものであり、導体層及びセラミックシートに含有されている樹脂が硬化し、キャリアフィルムの剥離を容易に行うことができる。
【００２９】
本発明の請求項１２に記載の発明は、特に、第１の工程においてセラミックシートの外周全体を加圧するものであり、セラミックシートが薄くとも、セラミックシートの剥離を抑制しつつ、キャリアフィルムを剥離できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜５に記載の発明について説明する。
【００３１】
図１〜３は本実施の形態１における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図であり、１１は支持板、１２は接着シート、１３はセラミックシート、１４は導体層、１５はキャリアフィルム、１６，１７はプレス機、１７ａは弾性体、１８はキャリアフィルムの剥離装置、１９は積層体ブロックである。
【００３２】
また図４は本実施の形態における積層セラミックコンデンサの一部切欠断面斜視図であり、３１はセラミック層、３２は外部電極である。
【００３３】
まず、キャリアフィルム１５の上に離型層（図示せず）を介して矩形状の導体層１４を多数形成し、乾燥する。導体層１４は、ニッケルを主成分とする金属粉末に、ポリビニルブチラール系の有機バインダ、脂肪族ナフサ、芳香族ナフサ、テルピネオールなどの溶剤を混合した金属ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。
【００３４】
次に、チタン酸バリウムを主成分とするセラミック粉末に、ポリビニルブチラール系の有機物バインダ、可塑剤としてジブチルフタレート、溶剤として酢酸ブチルを混練し、スラリー化した後、ドクターブレード法等を用いて導体層１４を形成したキャリアフィルム１５上にセラミック層３１となる四辺形のセラミックシート１３を作製する。
【００３５】
このようにして作製した導体層１４付きセラミックシート１３において、セラミックシート１３の厚みは約１０μｍ、導体層１４の厚みは約２．５μｍである。
【００３６】
次に、支持板１１上に両面に粘着性を有する接着シート１２を貼付け、この上に導体層１４を形成していないセラミックシート１３を２０枚積層する。接着シート１２の接着力はセラミックシート１３と支持板１１とが分離しない程度必要である。しかし、積層体ブロック１９を切断後に分離する必要があるため、積層体ブロック１９作製時の加熱温度よりも高い温度で積層体ブロック１９との接着性は消失する機能を有する。
【００３７】
そして、図２に示すように積層したセラミックシート１３の上に導体層１４付きセラミックシート１３をキャリアフィルム１５ごと積層し、上面からプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、セラミックシート１３全面を加圧及び加熱する。
【００３８】
次に、図１に示すように、キャリアフィルム１５とセラミックシート１３の分離起点となるセラミックシート１３の角部をキャリアフィルム１５を介してプレス機１７により１ＭＰａ、１００℃で１秒間再び加圧及び加熱する。
【００３９】
次いで、導体層１４及びセラミックシート１３に含有されるバインダなどの有機物を硬化させて、キャリアフィルム１５の剥離を容易に行えるようにした後、図３に示すように、プレス機１７で加圧した部分（セラミックシート１３の角部）を剥離装置１８に付着させて対向する角部に向かって引き上げながらキャリアフィルム１５を剥離する。角部から剥離することによりセラミックシート１３に加わる応力を小さくすることができ、剥離及び損傷を抑制できる。
【００４０】
その後、同様にして導体層１４付きセラミックシート１３を２００枚積層し、続いて導体層１４を形成していないセラミックシート１３を２０枚積層して積層体ブロック１９を得る。
【００４１】
次に、積層体ブロック１９を加熱及び加圧することにより確実に一体化させた後、切断し、導体層１４が両端面に露出した積層体を得る。
【００４２】
そして、接着シート１２を１５０℃に加熱し、接着性を消失させて積層体を接着シート１２から分離する。
【００４３】
次に、積層体を窒素ガス中で熱処理し、バインダを除去した後、導体層１４となるニッケルの酸化が過度に起こらない窒素と水素の混合ガス雰囲気中で、１３００℃まで加熱して焼成し、焼結体を得る。
【００４４】
次に、この焼結体の外周面を研磨して、両端面に導体層１４を完全に露出させ、続いて焼結体の両端面に銅を主成分とする電極ペーストを塗布した後、８００℃の窒素雰囲気中で焼付けを行う。
【００４５】
次いで、この上にニッケルメッキ及び半田メッキを行い外部電極３２を形成し、図４に示す積層セラミックコンデンサを作製する。
【００４６】
本実施の形態１の積層セラミックコンデンサについて、電気的特性の評価及び顕微鏡で断面を観察して内部構造検査を行った。その結果、デラミネーション等の構造欠陥の発生がほとんど無く、また、電気的特性も良好であった。
【００４７】
（実施の形態２）
以下実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項６に記載の発明について説明する。
【００４８】
実施の形態１と異なる点は、使用するセラミックシート１３の厚みが約５μｍと実施の形態１と比較すると半分の厚み、すなわち強度の小さいセラミックシート１３を使用すること及びプレス機での加圧位置である。
【００４９】
まず実施の形態１と同様にして、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３を準備する。
【００５０】
次に、支持板１１上に接着シート１２を介してセラミックシート１３を２０枚積層し、この上に、図２に示すように導体層１４付きセラミックシート１３を積層し、キャリアフィルム１５を介して、上面からプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、セラミックシート１３全体を加圧及び加熱する。
【００５１】
次に、キャリアフィルム１５の剥離起点となる部分だけでなく、セラミックシート１３の外周全体を枠状の弾性体の押圧部を有するプレス機により１ＭＰａ、１００℃で１秒間再び加圧及び加熱する。
【００５２】
次いで、実施の形態１と同様にしてキャリアフィルム１５を剥離する。
【００５３】
この上に同様にしてキャリアフィルム１５上の導体層１４付きセラミックシート１３を２００枚積層する。
【００５４】
さらに、その上に、セラミックシート１３を２０枚積層し、積層体ブロック１９を得る。
【００５５】
以下同様にして図４に示す積層セラミックコンデンサを得る。
【００５６】
本実施の形態の積層セラミックコンデンサも実施の形態１と同様に、セラミックシート１３の剥離による構造欠陥及び切断不良のないものであった。
【００５７】
なお、実施の形態１，２においては、まずセラミックシート１３全面を加圧し、積層体ブロック１９内の空気を除去してから、キャリアフィルム１５の剥離起点を加圧する。その結果、積層体ブロック１９内の空気の残留を抑制できる。
【００５８】
（実施の形態３）
実施の形態３を用いて本発明の特に請求項７〜１１について説明する。
【００５９】
実施の形態１との相違点は、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３の積層工程である。それ以外は、同じであるので説明を省略する。
【００６０】
まず、支持板１１上に接着シート１２を介してセラミックシート１３を２００枚積層する。
【００６１】
次に、この上に導体層１４付きセラミックシート１３をキャリアフィルム１５ごと積層し、図１に示すようにキャリアフィルム１５とセラミックシート１３の分離起点となるセラミックシート１３の角部をキャリアフィルム１５を介してプレス機１７により１ＭＰａ、１００℃で１秒間加圧及び加熱する。
【００６２】
次いで、図２に示すように上面からプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、セラミックシート１３全面を加圧及び加熱する。
【００６３】
そして、実施の形態１に示したようにキャリアフィルム１５を剥離する。
【００６４】
同様にして導体層１４付きセラミックシート１３を２００枚積層し、続いてセラミックシート１３を２０枚積層し、積層体ブロック１９を得る。
【００６５】
続いて、実施の形態１と同様にして積層セラミックコンデンサを得る。
【００６６】
この積層セラミックコンデンサも、デラミネーション等の構造欠陥の発生がほとんど無く、また、電気的特性も良好であった。
【００６７】
なお、実施の形態３においてもセラミックシート１３の角部のみを加圧してから全面を加圧するので積層体ブロック１９内に空気が残留するのを抑制できる。
【００６８】
（実施の形態４）
実施の形態４を用いて本発明の特に請求項１２について説明する。
【００６９】
実施の形態３と異なる点は、使用するセラミックシート１３の厚みが約５μｍと実施の形態１と比較すると半分の厚み、すなわち強度の小さいセラミックシート１３を使用すること及びプレス機での加圧位置である。
【００７０】
まず実施の形態１と同様にして、導体層１４付きセラミックシート１３を準備する。
【００７１】
次に、支持板１１上に設けた接着シート１２の上にセラミックシート１３を２０枚積層する。
【００７２】
次いで、この上に導体層１４付きセラミックシート１３をキャリアフィルム１５ごと積層し、キャリアフィルム１５とセラミックシート１３の分離起点となる部分を含みセラミックシート１３の外周全体をキャリアフィルム１５を介して枠状で弾性体の押圧部を有するプレス機により１ＭＰａ、１００℃で１秒間、加圧及び加熱する。
【００７３】
その後、キャリアフィルム１５上面からセラミックシート１３全体をプレス機１６により１０ＭＰａ、８０℃で１秒間、加圧及び加熱する。
【００７４】
次いで、セラミックシート１３中の樹脂がある程度硬化するように冷却した後、実施の形態１に示したようにキャリアフィルム１５を剥離する。そして、このセラミックシート１３の上に同様にしてキャリアフィルム１５上のセラミックシート１３を２０枚積層する。
【００７５】
以下同様にして図４に示す積層セラミックコンデンサを得る。
【００７６】
本実施の形態の積層セラミックコンデンサも実施の形態１と同様に、セラミックシート１３の剥がれによる構造欠陥及び切断不良のないものであった。
【００７７】
なお、実施の形態４においては、まずセラミックシート１３の外周全体を加圧してから、全面を加圧するので積層体ブロック１９内に空気が残留する可能性がある。この空気は構造欠陥の原因となりうるので、外周全体を加圧する際は、積層体ブロック１９内部に空気が残留しないようにすることが望ましい。
【００７８】
また、実施の形態２，４のようにセラミックシート１３が薄く、その強度が小さい場合、加圧部分が剥離起点となる角部のみであると、この角を構成するセラミックシート１３の二辺が損傷しやすい。そのため、キャリアフィルム１５の剥離方向、つまり積層体ブロック１９の上に破損した欠片が落下する可能性がある。しかし、他の二辺は仮に損傷するようなことがあったとしても、キャリアフィルム１５の剥離方向が積層体ブロック１９の外方であるので、積層体ブロック１９の上に落下する可能性は少ない。そこで、少なくとも剥離起点となる角部を構成するセラミックシート１３の二辺を含む外周を加圧することが好ましい。
【００７９】
さらに、キャリアフィルム１５の剥離時には積層体ブロック１９表面に静電気が発生する。そのため、セラミックシート１３が破損するとこの静電気にその欠片が引き寄せられ、積層体ブロック１９の上に落下する可能性がある。そこで、より好ましくはセラミックシート１３の外周全体を加圧し、セラミックシート１３間の接着強度を向上させて、セラミックシート１３の損傷を抑制する。
【００８０】
実施の形態２，４のようにセラミックシート１３外周全体を加圧することは、特に厚み５μｍ以下のセラミックシート１３において顕著な効果がある。
【００８１】
なお、上記各実施の形態においてセラミックシート１３の角部あるいは外周の加圧は、弾性体で行っているが、剛体で行っても構わない。しかしながら、導体層１４の有無による段差を吸収するとともに、セラミックシート１３間に十分な接着性を付与することができるので弾性体で行うことが望ましい。さらに弾性体で加圧することにより、セラミックシート１３に位置ずれが生じたとしても、図１に示すように弾性体１７ａが積層体ブロック１９の側面も覆って加圧するため、セラミックシート１３の剥離及び損傷を抑制できる。
【００８２】
また、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３を全面加圧する場合、剛体で行ったが、加圧する部分の表面温度が所定の温度に達する熱伝導率と、加圧時間中その温度を保つ熱容量があれば、弾性体で行っても構わない。しかし、全面加圧の場合、弾性体で加圧するとセラミックシート１３あるいは導体層１４に伸びが生じるおそれがあるので剛体で行うことが好ましい。
【００８３】
加圧は、一度に行っても、複数回に分けて行っても構わない。二回以上加圧することにより、従来の一回の加圧よりもそれぞれ低温、低圧で加圧することができ、積層体の変形やダメージを軽減することができる。
【００８４】
また、キャリアフィルムの剥離起点を加圧する（部分加圧）場合、積層体ブロック１９の温度は全面加圧の場合より高くするとともに圧力は低くしている。
【００８５】
これは部分加圧が、加熱して接着性をさらに向上させることに主眼をおいているためである。具体的には、加圧時間内に積層したセラミックシート１３に含有する有機物が軟化するようにする。ただし、セラミックシート１３や導体層１４が過度に変形しないような温度にすることが必要である。また、圧力が高すぎると加圧した部分の変形が著しくなるので、後に積層する導体層１４付きセラミックシート１３の積層を精度良く行うことができなくなるからである。
【００８６】
キャリアフィルム１５の剥離起点の加圧は、セラミックシート１３及び導体層１４付きセラミックシート１３の積層時すべてにおいて行ったが、最初にセラミックシート１３のみを積層する際は、導体層１４の有無による段差がないので、接着性が確保できるのであれば、行う必要はない。また、セラミックシート１３の性状により加圧時の加熱は必ずしも必要というわけではない。
【００８７】
また、キャリアフィルム１５上にまず導体層１４を形成し、続いてセラミックシート１３を形成することにより導体層１４付きセラミックシート１３を作製したが、キャリアフィルム１５上にセラミックシート１３を作製し、続いて導体層１４を作製した場合も同様の効果が得られる。
【００８８】
上記各実施の形態においては積層セラミックコンデンサを例に説明したが、積層バリスタ、積層セラミック基板、積層インダクタなどのセラミック電子部品においては同様の効果が得られる。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、積層時、セラミックシートの剥離による構造欠陥を抑制することのできるセラミック電子部品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１，３における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図
【図２】本発明の実施の形態１〜４における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図
【図３】本発明の実施の形態１〜４における積層体ブロック作製工程を説明するための断面図
【図４】本発明の実施の形態１〜４における積層セラミックコンデンサの一部切欠断面斜視図
【符号の説明】
１１ 支持板
１２ 接着シート
１３ セラミックシート
１４ 導体層
１５ キャリアフィルム
１６ プレス機
１７ プレス機
１７ａ 弾性体
１８ 剥離装置
１９ 積層体ブロック
３１ セラミック層
３２ 外部電極
Claims (12)
- キャリアフィルム上に形成した導体層付きセラミックシートを別の導体層付きセラミックシートに積層し、前記キャリアフィルム上から全面加圧する第１の工程と、次に、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート外周の少なくとも一部を再度加圧する第２の工程と、次いで、剥離装置を付着させて再度加圧した部分を起点として前記キャリアフィルムを剥離する第３の工程と、前記第１の工程から前記第３の工程を所望の回数繰り返し積層体を作製する第４の工程と、前記積層体を焼成する第５の工程とを有し、前記第２の工程における加圧は、前記第１の工程における加圧よりも高い温度かつ低い圧力で行うセラミック電子部品の製造方法。
- 第２の工程における加圧は弾性体を用いて行う請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第２の工程において弾性体でセラミックシートの側面も被覆されるように加圧する請求項２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第１の工程における加圧は、剛体で行う請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第２の工程後、冷却工程を経た後、第３の工程を行う請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第２の工程においてセラミックシート外周全体を加圧する請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- キャリアフィルム上に形成した導体層付きセラミックシートを別の導体層付きセラミックシートに積層し、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート外周の少なくとも一部を加圧する第１の工程と、次に、前記キャリアフィルム上から前記導体層付きセラミックシート全面を加圧する第２の工程と、次いで、剥離装置を付着させて前記第１の工程で加圧した部分を起点として前記キャリアフィルムを剥離する第３の工程と、前記第１の工程から前記第３の工程を所望の回数繰り返し積層体を作製する第４の工程と、前記積層体を焼成する第５の工程とを有し、前記第１の工程における加圧は、前記第２の工程における加圧よりも高い温度かつ低い圧力で行うセラミック電子部品の製造方法。
- 第１の工程における加圧は弾性体を用いて行う請求項７に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第１の工程において弾性体でセラミックシートの側面も被覆されるように加圧する請求項８に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第２の工程における加圧は、剛体で行う請求項７に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第２の工程後、冷却工程を経た後、第３の工程を行う請求項７に記載のセラミック電子部品の製造方法。
- 第１の工程においてセラミックシートの外周全体を加圧する請求項７に記載のセラミック電子部品の製造方法。
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