JP3985302B2 - セラミックス積層品の製造方法 - Google Patents
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は積層部品などの電子機器用セラミックス積層品の製造方法に関し、そのセラミックスシート上に導電材料による内部電極パターンの印刷と、そのシートにあけられた通孔への導電材料の充填を必要とするセラミックス積層品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器用セラミックス積層品は小型電子機器に用いられるので長さが１．０ｍｍ前後で厚さが０．５ｍｍ程度のものが多い。このセラミックス積層品は５０〜３００μｍの厚さをしたセラミックス材料からなるシートの上に、コイル、電極、リードなどになる導体パターンを導電材料例えば銀ペーストなどで印刷し、それを乾燥固定している。導体パターンを作製するのに、コイルや電極などの部分はパターン印刷を行い、シートの表裏を接続するための通孔（スルーホール、ビアホールなどと呼ばれることがある）には導電材料を充填することが行われている。
【０００３】
内部電極パターンの印刷と通孔の充填は別々の工程で行われることが多い。例えば、金属含有量の多い銀ペーストを用いて通孔の孔埋めを行い、それが乾燥した後で金属含有量の少ない銀ペーストを用いて内部電極パターンの印刷を行うことが行われている。通孔の孔埋めは、９０ｗｔ％程度の濃い銀ペーストを用いて、スキージ角４５度の角スキージで行い、その後７５ｗｔ％程度の薄い銀ペーストを用いて内部電極パターンの印刷を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した通孔の孔埋めと内部電極パターン印刷を濃度の違う銀ペーストを用いて行う場合においては、濃い銀ペーストによる通孔の孔埋め充填では粘度が高いために孔への流動性が小さく、完全に通孔の中にペーストが入り込まないで通孔部での断線が発生するおそれがあった。また、スクリーンの孔部とセラミックスシートの通孔の位置あわせに時間がかかって、作業性のきわめて悪いものであった。
【０００５】
本発明者らは、内部電極パターンの印刷と通孔の穴埋め充填を同時に行うことを検討した。例えば、７５ｗｔ％程度の薄い銀ペーストを用いて、両方の作業を行うことを試みた。このように薄い銀ペーストを用いると、内部電極パターンの印刷は可能であるが、通孔の穴埋め充填性では充填量が少ないという問題があった。このため、シート厚が薄い場合（５０μｍ以下）は同時に行うことができるが、シート厚が厚く（５０μｍより厚い）なると１度の印刷で同時に行うことはできなかった。このシート厚が厚い（５０μｍより厚い）場合、２回の印刷を繰り返すと、通孔の穴埋め充填は可能となるが、印刷を繰り返す場合、最初に印刷した銀ペーストが乾燥するまで、次の印刷ができなくなり工数がかかり、また内部電極パターンの厚さが２倍となるという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明では、セラミックス積層品の製造において、そのセラミックスシート上に導電材料による内部電極パターンの印刷と、そのシートにあけられた通孔への導電材料の充填を厚いシートでも一回の印刷で行える方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミックス積層品の製造方法は、セラミックスシート上に導電材料によって内部電極パターンの印刷と通孔部の充填を行いその後積層圧着を行って、セラミックス積層品とする製造方法において、導電材料として１０，０００ｃＰｓを超えて１００，０００ｃＰｓ未満の粘度を持つとともに、銀の含有量が７５〜９０ｗｔ％である銀ペーストを１５度以上で４５度未満のスキージ角を持った単体のスキージを用いてメッシュマスクを介して、５０μｍよりも厚いセラミックスシート上に前記内部電極パターンの印刷と通孔部への充填を同時にすることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明は特に１００μｍ以上の厚さのセラミックスシートの場合に好ましい。また、スキージのスキージ角を４０度以下とすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
セラミックス積層品を作る場合、まず誘電体材料などのセラミックス原料粉末とバインダー（例えばＰＶＢ）と水やアルコールとを混合して所定の粘度をしたスラリーとする。このスラリーをドクターブレードなどで薄いシートにして、乾燥後の厚さが５０〜３００μｍとなるようにする。このシートを取り扱い易い大きさ例えば１００ｍｍ×１００ｍｍに切断し、それにパンチで通孔をあける。それに本発明に関係している通孔への導電材料の充填と内部電極パターンの印刷を行う。このシートを数枚から数十枚積層して加熱しながら圧力を加えて圧着する。それを個々のセラミックス積層片の大きさ、例えば１．０ｍｍ程度の長さに切断し、それを焼成した上で外部電極形成、メッキなどを行って、電子機器用セラミックス積層品にする。
【００１０】
この製造方法の中で、通孔への導電材料の充填と内部電極パターンの印刷は、図１および図２に印刷パターンの説明断面図で示しているように、印刷すべきセラミックスシート１の上に、メッシュマスク印刷パターン孔４の付いたメッシュスクリーン３を載せて、その上に銀ペーストを供給してあるスキージ角を持ったスキージ５、６で掻くことで、銀ペーストをメッシュマスクスクリーンのパターン孔４を通してセラミックスシート１の通孔２への充填とパターン印刷とを行う。図１は本発明の方法を説明する図でスキージ角度θが１５度、図２は比較例を説明する図でスキージ角度θが４５度である。
【００１１】
スキージ角θを１５度から７０度まで変えたスキージおよび粘度を１０，０００ｃＰｓから１００，０００ｃＰｓ以上まで変えた導電性銀ペーストを用いて、セラミックスシート上にあけられた通孔への銀ペーストの充填と内部電極パターンの印刷を同時に一回の処理で行った。この充填と印刷の評価をした結果を表１に示す。表１でＰの欄はパターン印刷の評価を示し、その欄で○は印刷結果の良好なものを、×は印刷結果のよくないものを示している。また同表でＴＨの欄は通孔へのペーストの充填状況の評価を示し、その欄で○は充填状況の良好なものを、×は充填状況のよくないものを示している。
【００１２】
【表１】
【００１３】
表１からわかるように、導電性銀ペーストの粘度が１００，０００ｃＰｓ未満であれば内部電極パターンの印刷が一回で良好なものが得られることがわかる。これはパターン印刷は銀ペーストの粘度が低いものほど細かいパターンまで鮮明にでることから納得のいくところである。一方、通孔への銀ペーストの充填は、スキージ角が小さければ、ペーストを通孔へ押し込む力が生じやすく、スキージ角が４５度未満で良好な充填が行えていることがわかる。とともに、粘度の低い１０，０００ｃＰｓのものでは銀ペースト中の銀濃度が低いために一度の充填では通孔内にペーストが完全に充填しないので１０，０００ｃＰｓよりも粘度の高いペーストが必要である。本発明で好ましい銀濃度は７５〜９０ｗｔ％である。
【００１４】
銀ペーストの粘度の一例は図３に示すようにペースト中の銀濃度が高くなると粘度も上昇し、銀濃度が低くなると粘度も低下する。粘度測定は、ブルックフィールド社製のものを用い１００ｒｐｍで行った。しかし、同じ銀濃度であってもペースト中のバインダーの種類、量、溶剤の種類、量、銀粉末の粒径などによっても変化するのでそれらを調整して、必要とする粘度にすることができる。
【００１５】
本発明に従って、スキージ角が１５度のスキージを用いて、導電性銀ペーストの濃度を８５ｗｔ％、その粘度が９０，０００ｃＰｓのもので、１００μｍ厚のセラミックスシートにあけられた２００μｍ径の通孔への銀ペーストの充填と２４０μｍ幅の内部電極パターンの印刷とを一度に同時に行った。その結果、良好な充填および印刷が得られ、１分間に６枚のシートの処理ができた。これは、従来の２回塗布によって１分間に３枚のシートの処理ができていたものに比して、作業時間が１／２となった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によって、セラミックス積層品に用いるセラミックスシート上への導電材料による内部電極パターンの印刷とそのシートにあけられた通孔への導電材料の充填を一回の印刷で行えるようになったのでその処理時間は、従来の最も早いものに比較して１／２となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法の説明断面図である。
【図２】比較例の製造方法の説明断面図である。
【図３】銀ペースト中の銀濃度とその粘度の関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ セラミックスシート
２ 通孔
３ メッシュスクリーン
４ パターン孔
５、６ スキージ
【発明の属する技術分野】
本発明は積層部品などの電子機器用セラミックス積層品の製造方法に関し、そのセラミックスシート上に導電材料による内部電極パターンの印刷と、そのシートにあけられた通孔への導電材料の充填を必要とするセラミックス積層品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器用セラミックス積層品は小型電子機器に用いられるので長さが１．０ｍｍ前後で厚さが０．５ｍｍ程度のものが多い。このセラミックス積層品は５０〜３００μｍの厚さをしたセラミックス材料からなるシートの上に、コイル、電極、リードなどになる導体パターンを導電材料例えば銀ペーストなどで印刷し、それを乾燥固定している。導体パターンを作製するのに、コイルや電極などの部分はパターン印刷を行い、シートの表裏を接続するための通孔（スルーホール、ビアホールなどと呼ばれることがある）には導電材料を充填することが行われている。
【０００３】
内部電極パターンの印刷と通孔の充填は別々の工程で行われることが多い。例えば、金属含有量の多い銀ペーストを用いて通孔の孔埋めを行い、それが乾燥した後で金属含有量の少ない銀ペーストを用いて内部電極パターンの印刷を行うことが行われている。通孔の孔埋めは、９０ｗｔ％程度の濃い銀ペーストを用いて、スキージ角４５度の角スキージで行い、その後７５ｗｔ％程度の薄い銀ペーストを用いて内部電極パターンの印刷を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した通孔の孔埋めと内部電極パターン印刷を濃度の違う銀ペーストを用いて行う場合においては、濃い銀ペーストによる通孔の孔埋め充填では粘度が高いために孔への流動性が小さく、完全に通孔の中にペーストが入り込まないで通孔部での断線が発生するおそれがあった。また、スクリーンの孔部とセラミックスシートの通孔の位置あわせに時間がかかって、作業性のきわめて悪いものであった。
【０００５】
本発明者らは、内部電極パターンの印刷と通孔の穴埋め充填を同時に行うことを検討した。例えば、７５ｗｔ％程度の薄い銀ペーストを用いて、両方の作業を行うことを試みた。このように薄い銀ペーストを用いると、内部電極パターンの印刷は可能であるが、通孔の穴埋め充填性では充填量が少ないという問題があった。このため、シート厚が薄い場合（５０μｍ以下）は同時に行うことができるが、シート厚が厚く（５０μｍより厚い）なると１度の印刷で同時に行うことはできなかった。このシート厚が厚い（５０μｍより厚い）場合、２回の印刷を繰り返すと、通孔の穴埋め充填は可能となるが、印刷を繰り返す場合、最初に印刷した銀ペーストが乾燥するまで、次の印刷ができなくなり工数がかかり、また内部電極パターンの厚さが２倍となるという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明では、セラミックス積層品の製造において、そのセラミックスシート上に導電材料による内部電極パターンの印刷と、そのシートにあけられた通孔への導電材料の充填を厚いシートでも一回の印刷で行える方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミックス積層品の製造方法は、セラミックスシート上に導電材料によって内部電極パターンの印刷と通孔部の充填を行いその後積層圧着を行って、セラミックス積層品とする製造方法において、導電材料として１０，０００ｃＰｓを超えて１００，０００ｃＰｓ未満の粘度を持つとともに、銀の含有量が７５〜９０ｗｔ％である銀ペーストを１５度以上で４５度未満のスキージ角を持った単体のスキージを用いてメッシュマスクを介して、５０μｍよりも厚いセラミックスシート上に前記内部電極パターンの印刷と通孔部への充填を同時にすることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明は特に１００μｍ以上の厚さのセラミックスシートの場合に好ましい。また、スキージのスキージ角を４０度以下とすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
セラミックス積層品を作る場合、まず誘電体材料などのセラミックス原料粉末とバインダー（例えばＰＶＢ）と水やアルコールとを混合して所定の粘度をしたスラリーとする。このスラリーをドクターブレードなどで薄いシートにして、乾燥後の厚さが５０〜３００μｍとなるようにする。このシートを取り扱い易い大きさ例えば１００ｍｍ×１００ｍｍに切断し、それにパンチで通孔をあける。それに本発明に関係している通孔への導電材料の充填と内部電極パターンの印刷を行う。このシートを数枚から数十枚積層して加熱しながら圧力を加えて圧着する。それを個々のセラミックス積層片の大きさ、例えば１．０ｍｍ程度の長さに切断し、それを焼成した上で外部電極形成、メッキなどを行って、電子機器用セラミックス積層品にする。
【００１０】
この製造方法の中で、通孔への導電材料の充填と内部電極パターンの印刷は、図１および図２に印刷パターンの説明断面図で示しているように、印刷すべきセラミックスシート１の上に、メッシュマスク印刷パターン孔４の付いたメッシュスクリーン３を載せて、その上に銀ペーストを供給してあるスキージ角を持ったスキージ５、６で掻くことで、銀ペーストをメッシュマスクスクリーンのパターン孔４を通してセラミックスシート１の通孔２への充填とパターン印刷とを行う。図１は本発明の方法を説明する図でスキージ角度θが１５度、図２は比較例を説明する図でスキージ角度θが４５度である。
【００１１】
スキージ角θを１５度から７０度まで変えたスキージおよび粘度を１０，０００ｃＰｓから１００，０００ｃＰｓ以上まで変えた導電性銀ペーストを用いて、セラミックスシート上にあけられた通孔への銀ペーストの充填と内部電極パターンの印刷を同時に一回の処理で行った。この充填と印刷の評価をした結果を表１に示す。表１でＰの欄はパターン印刷の評価を示し、その欄で○は印刷結果の良好なものを、×は印刷結果のよくないものを示している。また同表でＴＨの欄は通孔へのペーストの充填状況の評価を示し、その欄で○は充填状況の良好なものを、×は充填状況のよくないものを示している。
【００１２】
【表１】
表１からわかるように、導電性銀ペーストの粘度が１００，０００ｃＰｓ未満であれば内部電極パターンの印刷が一回で良好なものが得られることがわかる。これはパターン印刷は銀ペーストの粘度が低いものほど細かいパターンまで鮮明にでることから納得のいくところである。一方、通孔への銀ペーストの充填は、スキージ角が小さければ、ペーストを通孔へ押し込む力が生じやすく、スキージ角が４５度未満で良好な充填が行えていることがわかる。とともに、粘度の低い１０，０００ｃＰｓのものでは銀ペースト中の銀濃度が低いために一度の充填では通孔内にペーストが完全に充填しないので１０，０００ｃＰｓよりも粘度の高いペーストが必要である。本発明で好ましい銀濃度は７５〜９０ｗｔ％である。
【００１４】
銀ペーストの粘度の一例は図３に示すようにペースト中の銀濃度が高くなると粘度も上昇し、銀濃度が低くなると粘度も低下する。粘度測定は、ブルックフィールド社製のものを用い１００ｒｐｍで行った。しかし、同じ銀濃度であってもペースト中のバインダーの種類、量、溶剤の種類、量、銀粉末の粒径などによっても変化するのでそれらを調整して、必要とする粘度にすることができる。
【００１５】
本発明に従って、スキージ角が１５度のスキージを用いて、導電性銀ペーストの濃度を８５ｗｔ％、その粘度が９０，０００ｃＰｓのもので、１００μｍ厚のセラミックスシートにあけられた２００μｍ径の通孔への銀ペーストの充填と２４０μｍ幅の内部電極パターンの印刷とを一度に同時に行った。その結果、良好な充填および印刷が得られ、１分間に６枚のシートの処理ができた。これは、従来の２回塗布によって１分間に３枚のシートの処理ができていたものに比して、作業時間が１／２となった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によって、セラミックス積層品に用いるセラミックスシート上への導電材料による内部電極パターンの印刷とそのシートにあけられた通孔への導電材料の充填を一回の印刷で行えるようになったのでその処理時間は、従来の最も早いものに比較して１／２となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法の説明断面図である。
【図２】比較例の製造方法の説明断面図である。
【図３】銀ペースト中の銀濃度とその粘度の関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ セラミックスシート
２ 通孔
３ メッシュスクリーン
４ パターン孔
５、６ スキージ
Claims (2)
- セラミックスシート上に導電材料によって内部電極パターンの印刷と通孔部の充填を行いその後積層圧着を行って、セラミックス積層品とする製造方法において、導電材料として１０，０００ｃＰｓを超えて１００，０００ｃＰｓ未満の粘度を持つとともに、銀の含有量が７５〜９０ｗｔ％である銀ペーストを１５度以上で４５度未満のスキージ角を持った単体のスキージを用いてメッシュマスクを介して、５０μｍよりも厚いセラミックスシート上に前記内部電極パターンの印刷と通孔部への充填を同時にすることを特徴とするセラミックス積層品の製造方法。
- ４０度以下のスキージ角を持った単体のスキージを用いて前記内部電極パターンの印刷と通孔部への充填を同時にする請求項１記載のセラミックス積層品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23530097A JP3985302B2 (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | セラミックス積層品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23530097A JP3985302B2 (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | セラミックス積層品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1174145A JPH1174145A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3985302B2 true JP3985302B2 (ja) | 2007-10-03 |
Family
ID=16984081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23530097A Expired - Lifetime JP3985302B2 (ja) | 1997-09-01 | 1997-09-01 | セラミックス積層品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3985302B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2837345B1 (fr) * | 2002-03-15 | 2004-06-04 | Novatec | Procede de remplissage de zones situees en creux sur un substrat |
-
1997
- 1997-09-01 JP JP23530097A patent/JP3985302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1174145A (ja) | 1999-03-16 |
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