JP4127695B2 - Method for manufacturing ceramic green sheet and method for manufacturing electronic component using the ceramic green sheet - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品、特にセラミックを積層して形成されるいわゆるセラミック積層型を例とする電子部品の製造方法、およびこれに用いられるいわゆるセラミックグリーンシート及び該セラミックグリーンシートの製造方法に関するものである。なお、ここで述べるセラミック積層型電子部品としては、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、これらを内蔵するLC複合部品あるいはEMC関連部品等が具体例として掲げられる。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic component, particularly a so-called ceramic laminate type formed by stacking ceramics, a so-called ceramic green sheet used therefor, and a method for manufacturing the ceramic green sheet. is there. Specific examples of the ceramic multilayer electronic component described here include a multilayer ceramic capacitor, a multilayer ceramic inductor, an LC composite component incorporating these, an EMC-related component, and the like.
近年、携帯電話を例とする電子機器の小型化及び急速な普及に伴って、これに用いられる電子部品に対してもより高密度な実装の実現とその高性能化が求められている。特に、受動素子として用いられるセラミック積層型電子部品は、このような要求に応えるために、薄層化、多層化、更には各層の均一化とが求められ、また、当該要求に応え得る製造方法の検討が求められている。 In recent years, with the miniaturization and rapid spread of electronic devices such as mobile phones, there is a need for higher-density mounting and higher performance for electronic components used therefor. In particular, ceramic multilayer electronic components used as passive elements are required to be thinned, multilayered, and evenly uniform in order to meet such demands, and a manufacturing method that can meet the demands. Is required.
前述のセラミック積層型電子部品、例えば内部に電極が形成された積層セラミックコンデンサの製造に用いられる従来からの製造方法であって、これら要求に応え得る技術として、いわゆる金属−セラミック一体焼成技術がある。ここで、この金属−セラミック一体焼成技術について簡単に述べる。 A conventional manufacturing method used for manufacturing the above-mentioned ceramic multilayer electronic component, for example, a multilayer ceramic capacitor having an electrode formed therein, and a technique capable of meeting these requirements is a so-called metal-ceramic integrated firing technique. . Here, this metal-ceramic integrated firing technique will be briefly described.
当該技術においては、まず、いわゆるセラミックグリーンシートの表面に、金属粉末と有機結合材からなる導電性のペーストを用いて、複数個の電極を同時形成する。続いて、単なるセラミックグリーンシート、電極形成後のセラミックグリーンシート等を複数枚積層し、セラミック積層体を得る。これら電極は、完成品であるセラミック積層型電子部品の内部電極となる。さらに、当該セラミック積層体をその厚み方向に加圧して、グリーンシート間の密着性の向上を図る。密着化された積層体は所定の大きさに切断、分離され、さらに焼成される。得られた焼結体の外表面に適宜外部電極を形成することで、セラミック積層型電子部品が得られる。 In this technique, first, a plurality of electrodes are formed simultaneously on the surface of a so-called ceramic green sheet using a conductive paste made of metal powder and an organic binder. Subsequently, a plurality of simple ceramic green sheets, ceramic green sheets after electrode formation, and the like are laminated to obtain a ceramic laminate. These electrodes serve as internal electrodes of the finished ceramic multilayer electronic component. Furthermore, the said ceramic laminated body is pressurized in the thickness direction, and the adhesiveness between green sheets is improved. The laminated body that has been brought into close contact is cut and separated into a predetermined size, and further fired. A ceramic multilayer electronic component can be obtained by appropriately forming external electrodes on the outer surface of the obtained sintered body.
ここで、特にセラミックコンデンサの場合、従来はセラミック積層体の外表面において、外部電極を用いて個々の内部電極の接続を行っていた。当該構成の場合、各内部電極と外部電極との接合性の良否、積層ずれによる特性の変動等により、高い品質を求められる場合には安定した品質を得る上で将来的に問題が生じると思われる。このため、各絶縁層を貫通して異なる層中に内包され、且つ内部電極同士を電気的に接合する所謂ポスト電極と呼ばれる貫通電極を用い、更に該貫通電極と外部電極との接続を行った構成が検討されている。しかし、各々の層厚さの減少と共にポスト電極の径も小径化し、各層間のポストを好適に重ね合わせることが困難となることから、各層の積層時における接続強度、導通性、積層ずれ等の最適化を図ることが望まれる。 Here, in particular, in the case of a ceramic capacitor, conventionally, internal electrodes are connected to each other using external electrodes on the outer surface of the ceramic laminate. In the case of this configuration, if high quality is required due to the quality of bonding between each internal electrode and external electrode, fluctuation of characteristics due to misalignment, etc., there will be problems in the future in obtaining stable quality. It is. For this reason, through electrodes called so-called post electrodes that are included in different layers through the respective insulating layers and electrically connect the internal electrodes to each other were further connected to the external electrodes. Configuration is being considered. However, as the thickness of each layer decreases, the diameter of the post electrode also decreases, making it difficult to properly stack the posts between each layer. It is desirable to optimize.
このようなポスト電極を形成する方法として、例えば特許文献1に開示される方法が存在する。当該方法においては、前述したセラミック層を絶縁材料、光硬化可能なモノマー及び有機バインダを含有するスリップ材より成型し、露光現像処理を該スリップ材に施して貫通電極用の空間を作成し、該空間を導電性ペーストによって充填して、該ポスト電極を得ている。当該方法によれば、ポスト電極の形成位置の精度を向上させることが可能となる。
As a method of forming such a post electrode, for example, there is a method disclosed in
また、特許文献2には、光透過可能なキャリアフィルム表面上に導体ペーストによる所定厚さを有する導体パターン層を形成し、その上に光硬化性のセラミックスラリーを該導体パターン層の厚さ以上に形成し、キャリアフィルム裏面より該セラミックスラリーを露光し、これを現像することによって複合シートを得る方法が開示されている。当該方法においては、セラミックスラリーの露光量の最適化を図ることにより、導体パターンの厚さとこれらが埋設されるセラミック層の厚さを一致させることが可能となる。
Further, in
しかし、これら技術はポスト電極の成型位置の精度、更にはポスト電極が埋設される絶縁層単層の厚さを好適に制御するためのものであり、上述した積層工程で求められる各項目の解決手段とはなり得ない。即ち、より小さなセラミック積層型電子部品を得るために必須である、ポスト電極の接合強度、導電特性、積層ずれを向上し得るシートを提供する方法の構築が求められる。また、ここではセラミックコンデンサを例示して本発明の課題について述べたが、シート積層時にポスト電極に要求される各項目はセラミックコンデンサ等、他の積層型電子部品に関してもの同様と考えられる。 However, these techniques are intended to suitably control the accuracy of the post electrode molding position and the thickness of the single insulating layer in which the post electrode is embedded. It cannot be a means. That is, there is a demand for the construction of a method for providing a sheet that can improve the bonding strength, conductive characteristics, and stacking deviation of the post electrodes, which are essential for obtaining a smaller ceramic multilayer electronic component. Although the ceramic capacitor is exemplified here to describe the subject of the present invention, each item required for the post electrode at the time of sheet lamination is considered to be the same as for other multilayer electronic components such as a ceramic capacitor.
また、前述のセラミック積層型電子部品においては、近年一層の小型化及び薄型化が求められ、内部電極によって挟まれるセラミック等の誘電体層をより薄層化することも同時に必要となっている。薄いセラミック等からなるシートを取り扱って積層体を形成しようとした場合、これらシートの強度が積層工程に耐えられるかも大きな問題となる。特にこれらシートが微細なポストを有する場合、シート自体に問題が生じなくとも、ポストのみにおいて断裂等の不具合が生じる恐れがある。小型、高性能な電子部品を得るためには、ポスト電極に関する上述の諸項目への対処と共に、このような取り扱い性の向上も考慮する必要がある In addition, the above-described ceramic multilayer electronic component is required to be further reduced in size and thickness in recent years, and it is also necessary to further reduce the thickness of a dielectric layer such as a ceramic sandwiched between internal electrodes. When trying to form a laminated body by handling sheets made of thin ceramics or the like, it becomes a big problem whether the strength of these sheets can withstand the lamination process. In particular, when these sheets have fine posts, problems such as tearing may occur only in the posts even if no problems occur in the sheets themselves. In order to obtain a compact and high-performance electronic component, it is necessary to consider such improvements in handling as well as dealing with the above-mentioned items related to the post electrode.
本発明は、上記背景に鑑みて為されたものであり、各構成を包含する層間において、接合強度の向上、導電特性の向上、積層ずれ発生頻度の低減等の効果が得られる、ポスト電極を包含するシート(以下説明を容易とするために、本明細書においては当該シートをセラミックグリーンシートと総称する。)の形成方法の提供を目的とするものである。また、本発明は、小型高性能の電子部品製造に際して、従来と比較して積層容易なシートの形成方法の提供も目的とするものである。当該方法の提供により、より小型且つ高性能を有するセラミック積層型電子部品を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above background, and between the layers including the respective components, a post electrode is provided that has effects such as improved bonding strength, improved conductive characteristics, and reduced frequency of occurrence of misalignment. The object is to provide a method for forming a sheet to be included (hereinafter, in order to facilitate the description, the sheet is generically referred to as a ceramic green sheet in the present specification). Another object of the present invention is to provide a method for forming a sheet that can be easily laminated as compared with the prior art when manufacturing small-sized and high-performance electronic components. It is an object of the present invention to provide a ceramic multilayer electronic component having a smaller size and higher performance by providing the method.
上記課題を解決するために、本発明に係る露光及び現像処理を含むセラミックグリーンシートの製造方法は、被シート形成面を表面に有すると共に露光処理に用いる光を透過可能な部材の表面上に、第一の所定高さを有する光を透過しない材料からなる遮光部を形成し、部材の表面に、所定の電気特性を有する粉体を有し且つ露光処理によって露光可能な感光性材料から成る層を形成し、部材の裏面より感光性材料から成る層に光を照射して感光性材料に露光処理を施して、第一の所定高さより低い第二の所定高さに感光性材料を固化し感光性材料における非露光部分を現像処理により除去し、感光性材料の固化部分の表面に電極材料及び絶縁材料の少なくとも一つから成る層を形成する工程を含むことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a method for producing a ceramic green sheet including exposure and development processing according to the present invention has a sheet-formed surface on the surface and a surface of a member capable of transmitting light used for the exposure processing. A layer made of a photosensitive material having a light shielding portion made of a material that does not transmit light having a first predetermined height, a powder having predetermined electrical characteristics on the surface of the member, and that can be exposed by an exposure process. The photosensitive material is exposed to light from the back surface of the member, and the photosensitive material is exposed to light to solidify the photosensitive material to a second predetermined height lower than the first predetermined height. The method includes a step of removing a non-exposed portion of the photosensitive material by a development process to form a layer made of at least one of an electrode material and an insulating material on the surface of the solidified portion of the photosensitive material.
なお、上述したセラミックグリーンシートの製造方法において、感光性材料の固化部分の表面に形成される電極材料及び絶縁材料の少なくとも一つから成る層の表面は、遮光部の表面と略一致することが好ましい。また、該部材は、光を透過可能な基台から構成される、或いは光を透過可能な基台及び光を透過可能な材料からなる層を有することが好ましい。或いは、該部材は、光を透過可能な基台、及び基台の一面に形成された、互に異なる材料から成る複数の領域を含む層を有することが好ましい。また、上述した電極材料及び絶縁材料の少なくとも一つから成る層に用いられる前記絶縁材料については、露光処理によって露光可能な感光性材料から成ることが好ましい。 In the above-described method for producing a ceramic green sheet, the surface of the layer formed of at least one of the electrode material and the insulating material formed on the surface of the solidified portion of the photosensitive material may substantially coincide with the surface of the light shielding portion. preferable. Moreover, it is preferable that this member is comprised from the base which can permeate | transmit light, or has a layer which consists of a base which can permeate | transmit light, and a material which can permeate | transmit light. Alternatively, the member preferably includes a base that can transmit light, and a layer that includes a plurality of regions made of different materials and formed on one surface of the base. The insulating material used for the layer made of at least one of the electrode material and the insulating material described above is preferably made of a photosensitive material that can be exposed by an exposure process.
また、上記課題を解決するために、本発明に係る積層型セラミック電子部品の製造方法は、上述したセラミックグリーンシートの製造方法により形成されたセラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートを積層し、積層されたセラミックグリーンシートを、その厚さ方向に加圧して積層体を形成する工程を含むことを特徴としている。また、上記課題を解決するために、本発明に係る電子部品の一部分を形成するセラミックグリーンシートは、絶縁材料及び導電材料の少なくとも一つを含む複数の層と、複数の層の少なくとも2層を貫通する電極部とを有することを特徴としている。 In addition, in order to solve the above-described problem, a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to the present invention includes stacking a plurality of ceramic green sheets including a ceramic green sheet formed by the above-described method for manufacturing a ceramic green sheet, The method includes a step of pressing the laminated ceramic green sheets in the thickness direction to form a laminated body. In order to solve the above problem, a ceramic green sheet forming a part of an electronic component according to the present invention includes a plurality of layers including at least one of an insulating material and a conductive material, and at least two of the plurality of layers. It has the electrode part which penetrates, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、ポスト電極のみを包含する層と内部電極及びポスト電極を包含する層とにおいて、ポスト電極は当初より一体の電極として形成されている。即ち、2枚のシートを貫通するポスト電極を一体の電極として得ている。これに対して、2枚のシートを貫通するポスト電極を異なる2枚のシートから作成する従来の方法による場合には、シートの接合部分においてポスト電極の接合が行われる。本発明によるシートを用いて積層電子部品を構成した場合、シートの接合部分が単純計算で二分の一となり、ポスト電極の接合部分の数も二分の一となる。従って、ポスト電極に関して接合強度、導電特性及び積層ずれ等について、これらに悪影響を及ぼす因子を、従来と比較して大幅に低減することが可能となる。 According to the present invention, in the layer including only the post electrode and the layer including the internal electrode and the post electrode, the post electrode is formed as an integral electrode from the beginning. That is, a post electrode that penetrates two sheets is obtained as an integral electrode. On the other hand, in the case of the conventional method in which the post electrodes penetrating the two sheets are made from two different sheets, the post electrodes are joined at the joined portion of the sheets. When the laminated electronic component is configured using the sheet according to the present invention, the joining portion of the sheet is halved by simple calculation, and the number of joining portions of the post electrode is also halved. Therefore, it is possible to significantly reduce factors that adversely affect the post strength of the post electrode, such as the bonding strength, the conductive characteristics, and the stacking deviation.
また、本発明によれば、従来は別々のシートとして取り扱われたポスト電極のみを包含するシートと、ポスト電極と内部電極とを包含するシートとを、一体のシートととして取り扱うことが可能となる。従って、これらシートを別個に扱っていた従来工程と比較して取り扱うシートの厚さが厚くなって取り扱い強度が増し、積層時にシート或いはポストに与えるダメージに対して耐性を有するシートの提供が可能となる。また、従来シートにおいては上述の2枚のシートを一体として取り扱うことも考えられるが、この場合ポスト電極の接合部分が取り扱い時に損傷する恐れもある。本発明によれば、このような従来考慮すべきであったポスト電極の接合部分が存在しなくなり、シート自体の取り扱いが容易となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to handle a sheet including only the post electrode, which has been conventionally handled as a separate sheet, and a sheet including the post electrode and the internal electrode as an integral sheet. . Therefore, the thickness of the sheet to be handled is increased as compared with the conventional process in which these sheets are handled separately, the handling strength is increased, and it is possible to provide a sheet that is resistant to damage to the sheet or post during lamination. Become. Further, in the conventional sheet, the above-described two sheets may be handled as a unit, but in this case, the joint portion of the post electrode may be damaged during handling. According to the present invention, there is no post electrode joint portion that should be considered in the past, and the sheet itself can be handled easily.
また、例えば、本発明により得られたセラミックグリーンシートを積層することで所謂セラミックコンデンサを得ようとした場合、本発明によれば、内部電極間に配置される絶縁層部分の厚さを正確に制御することが可能となる。従って、得られるセラミックコンデンサ間の容量ばらつきを低減することが可能となり、製造効率の高い工程を構築することが可能となる。 Further, for example, when a so-called ceramic capacitor is obtained by laminating ceramic green sheets obtained by the present invention, according to the present invention, the thickness of the insulating layer portion disposed between the internal electrodes is accurately set. It becomes possible to control. Therefore, it is possible to reduce the capacitance variation between the obtained ceramic capacitors, and it is possible to construct a process with high manufacturing efficiency.
本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図1に本発明の実施の形態に係る電子部品の製造方法に関し、電極部を含んだセラミックグリーンシート単層の形成方法を示す。図中、各工程におけるシートの断面を各々示し、矢印に従って工程が進行することとする。また、図中の各層は概念的に示されるものであって、厚さ、幅等の各寸法は、説明の容易化のために任意に変更されているものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a method for forming a ceramic green sheet single layer including an electrode portion in relation to a method for manufacturing an electronic component according to an embodiment of the present invention. In the figure, the cross section of the sheet in each process is shown, and the process proceeds according to the arrows. In addition, each layer in the figure is conceptually shown, and each dimension such as thickness and width is arbitrarily changed for ease of explanation.
図中、基台1には、例えば、透明なシリコン樹脂等を用いて適当な離型処理がその表面に施されたPETフィルムが用いられる。本実施形態においては、離型処理が施された基台1の表面上に対して、導電ペーストをポスト電極3として公知の種々の方法にて塗布形成する(ステップ1)。当該ポスト電極3は、後述する露光処理に用いる紫外線を透過しない材料からなる遮光部、即ち所定厚さを有した所定パターンとして、ポスト電極形成位置に形成される。また、当該ポスト電極3は、本実施形態において、ポスト電極として必要な第一の所定厚さを有するように形成されている。
In the figure, for the
なお、一般的に、例えばスクリーン印刷法による電極は、表面荒れ等により個々の電極の上面3aに凹凸が存在する。そこで、ポスト電極3の塗布形成を行った後に、電極上面3aより加圧を行い、上面3aの平坦化と電極部3の厚さの均一化を図っても良い。なお、この工程は、上面3aの平坦性および電極部3各々の厚さが所望の条件を満たすものであれば、省略することとしても良い。
In general, for example, an electrode formed by screen printing has irregularities on the
続くステップ2において、基台1およびポスト電極3の上面に、セラミック層を形成するための第一の感光性スラリー4を塗布する。第一の感光性スラリー4は、主として、例えば紫外線の照射によって現像液に対して不溶となるネガ型の有機結合材と、所定の誘電率等の電気特性等を有するセラミック粉末との混合物から形成されている。すなわち、当該感光性スラリーは、所定の電気特性を有する粉体を含み、且つ紫外線によって露光可能な感光性材料として用いられる。第一の感光性スラリー4は、ポスト電極3が形成されていない基台1の上面だけでなく、個々のポスト電極3の上面にも塗布形成される。ここで、第一の感光性スラリー4の形成厚さは、得ようとするポスト電極を内包するシートの厚さ以上の厚さとすると良い。また、第一の感光性スラリー4は、本発明における第一の感光性材料として作用する。
In the
この第一の感光性スラリー4に対し、基台1におけるポスト電極3の形成面とは逆の面(裏面)から紫外線を照射し、第一の感光性スラリー4の露光を行う。当該露光処理および後述する現像工程を経て、この第一の感光性スラリー4は第一のスラリー固化部5となる(ステップ3)。当該露光工程において、電極部3は、紫外線を遮光するために第一の感光性スラリー4に対する露光用のマスクとして作用し、電極部3の上面に存在する第一の感光性スラリー4の露光を防止する。すなわち、次の現像工程において、電極部3の上面に存在する第一の感光性スラリーは溶解し、除去される。
The first
また、露光処理時における第一の感光性スラリー4の露光量及び現像条件を制御して、ポスト電極3の第一の所定厚さより薄い、第二の所定厚さを有する第一のスラリー固化部5が得られるようにしている。なお、ここで述べる露光量とは、露光処理時における紫外線の光強度、露光時間等の制御により固化される第一の感光性スラリー4の厚さに対応する概念である。本実施形態においては、当該工程実施後に得られるシートを積層して電子部品を得ることとしているが、この第二の所定厚さは、当該シートの下側に配置される他のシートにおける内部電極と、当該シートに包含される内部電極との間隔を規定する厚さとなる。
Further, the first slurry solidified portion having a second predetermined thickness which is thinner than the first predetermined thickness of the
続いて、内部電極形成用の導電ペーストを用い、第一のスラリー固化部5の上面に内部電極層7を形成する(ステップ4)。なお、内部電極層7の厚さは、内部電極層7の上面7aがポスト電極3の上面3aと略一致することが好ましい。従って、当該内部電極層7の厚さは、第一の所定厚さから第二の所定厚さを差し引いた第三の所定厚さとされることが望ましい。また、ステップ1で述べたポスト電極3の上面3aに施した加圧操作を、当該ステップにてポスト電極上面3aと内部電極層上面7aとに対して行うこととしても良い。
Subsequently, the internal electrode layer 7 is formed on the upper surface of the first
続いて、ポスト電極3、第一のスラリー固化部5及び内部電極層7の上面に第二の感光性スラリー9を塗布する(ステップ5)。ここで、第二の感光性スラリー9は、物性上第一の感光性スラリー4と同様の性質を有することとする。また本ステップにおける第二の感光性スラリー9は、第一のスラリー固化部5の上方に存在する第二の感光性スラリー9の厚さが、内部電極層7の厚さ、即ち第三の所定厚さより厚くなるように塗布されることとする。第二の感光性スラリー9の塗布後、基台1の裏面より、第一のスラリー固化部5を透過させて第二の感光性スラリー9に対して紫外線を照射し、当該スラリーに対する所定量の露光を施す。この時、内部電極層7がマスクとなり、内部電極層7の上面に存在する第二の感光性スラリー9の一部の露光が妨げられる。
Subsequently, the second
露光処理後のシートに現像処理を施すことにより、第二の感光性スラリー9より第三の所定厚さを有する第二のスラリー固化部11が得られ、ステップ6に示すシートが得られる。その後、スラリー固化部5とポスト電極3とを含む層を基台1から分離し、ステップ7に示す電子部品製造用のセラミックグリーンシートが得られる。当該セラミックグリーンシート及び電子部品構成に要するその他のシートを積層し、これを加圧一体化し、更に焼成することにより積層型電子部品の本体部が得られる。
By performing development processing on the exposed sheet, the second slurry solidified
なお、本実施の形態においては、第一のスラリー固化部5の上面に内部電極を形成する場合について述べたが、本発明の実施形態は当該構成に限定されない。例えば、ステップ3に示す状態の部材上面に内部電極層7を形成することなく、以下ステップ5〜10に示す工程を実施することとしても良い。このような工程について、図7を参照して以下に説明する。ここで、ステップ31及び32については、図1に示すステップ1及び2と同様であるためここでの説明は省略する。該工程においては、ステップ33に示す状態となる部材におけるポスト電極3、及び第一のスラリー固化部5の上面に第二の感光性スラリー9を塗布する。ここで、第二の感光性スラリー9は、物性上第一の感光性スラリー4と同様の性質を有することとする。また本ステップにおける第二の感光性スラリー9は、第一のスラリー固化部5の厚さとその上方に存在する第二の感光性スラリー9の厚さとの和が、ポスト電極3の厚さより厚くなるように塗布されることとする。第二の感光性スラリー9の塗布後、基台1の裏面より、第一のスラリー固化部5を透過させて第二の感光性スラリー9に対して紫外線を照射し、当該スラリーに対する所定量の露光を施す(ステップ34)。
In the present embodiment, the case where the internal electrode is formed on the upper surface of the first
露光処理後のシートに現像処理を施すことにより、第二の感光性スラリー9より第三の所定厚さを有する第二のスラリー固化部11が得られる(ステップ35)。その後、スラリー固化部5とポスト電極3とを含む層を基台1から分離して電子部品製造用のセラミックグリーンシートが得られる。(ステップ36)当該セラミックグリーンシート及び電子部品構成に要するその他のシートを積層し、これを加圧一体化し、更に焼成することにより積層型電子部品の本体部が得られる。
By developing the exposed sheet, the second slurry solidified
なお、以上の工程における露光、現像の処理を経たスラリー固化部5の膜厚のばらつきは、含有されるセラミック粉末等の性質により影響される。しかしながら、各工程の条件の最適化を図ることにより、膜厚のばらつきとしておよそ±2〜3%の値が得られている。通常、セラミックグリーンシートは、ドクターブレードを用いて形成されているが、その際の膜厚のばらつきは±3〜5%程度ある。すなわち、本発明を用いることにより、より均一な膜厚を有するセラミックグリーンシートの形成が可能となる。
In addition, the dispersion | variation in the film thickness of the
なお、本出願人は、露光処理時における紫外線の強度、照射時間等を制御することにより、感光性スラリー4における光透過部材(この場合基台1)の表面からの固化厚さ(露光量)を制御することが可能であることを、本発明に際して見出している。なお、露光量による固化厚さの制御性を確認する際には、露光対象物の光透過性に影響を及ぼすと思われる、スラリー中のセラミック粉末の混入比率、該粉末の分散性、平均粒径、粉末自身の光透過性等を種々変更し、個々の条件における露光可能なスラリー厚さの検証を行っている。
The present applicant controls the solidified thickness (exposure amount) from the surface of the light transmitting member (in this case, the base 1) in the
通常、セラミック粉末等と感光性バインダとが混練されてなる物質を露光しようとする場合、セラミック粉末等の存在によって光の散乱が生じて露光終端部はぼやけてしまうことが知られている。本出願人は、例えば、およそ1.0μm、0.8μm、0.6μm、0.4μm、0.2μmの平均粒径を有するチタン酸バリウム粉末各々について、これをネガ型バインダーと体積比1/1の比率で混練したものを用いて、照射時間と現像後の残存膜厚との関係を確認した。 Usually, when it is intended to expose a material in which ceramic powder or the like and a photosensitive binder are kneaded, it is known that light is scattered due to the presence of the ceramic powder or the like, and the exposure end portion is blurred. For example, for each barium titanate powder having an average particle size of approximately 1.0 μm, 0.8 μm, 0.6 μm, 0.4 μm, and 0.2 μm, the applicant assigns this to a negative binder and a volume ratio of 1 / Using a mixture kneaded at a ratio of 1, the relationship between the irradiation time and the remaining film thickness after development was confirmed.
その結果、残存膜厚が数μm、具体的には各々の粉末について10μm程度以下となる条件であれば、露光時間と得られるシート厚さとは一次の相関関係にあり、平均膜厚値のばらつきが±0.5〜2.0%の値にあることが確認された。更に、シートの平坦性を保とうとすると、粒径は小さい方が良いと言える。これは、得ようとするシートの厚さにもより、特に薄い領域において粒径は重要な因子となる。具体的にはシート厚さが5μm以下の場合には、粉末の粒によるシート面の凹凸発生(表面粗さ)を考慮すると、平均粒径0.8μm以下、より好ましくは0.2μm以下のチタン酸バリウム粉末を用いることが好適である。即ち、得ようとするシート厚さの約1/5以下の平均粒径を有する粉末からなるスラリーを用いることで平坦なシートが得られ、更に1/20以下のものを用いると更に表面凹凸(算術平均粗さRa値)の小さいシートが得られると考えられる。 As a result, if the remaining film thickness is several μm, specifically about 10 μm or less for each powder, the exposure time and the obtained sheet thickness have a first-order correlation, and the average film thickness value varies. Was found to be in the range of ± 0.5-2.0%. Furthermore, when trying to maintain the flatness of the sheet, it can be said that the smaller the particle size, the better. This is because the particle size is an important factor particularly in a thin region, depending on the thickness of the sheet to be obtained. Specifically, when the sheet thickness is 5 μm or less, titanium having an average particle diameter of 0.8 μm or less, more preferably 0.2 μm or less is considered in consideration of the occurrence of irregularities (surface roughness) on the sheet surface due to powder particles. It is preferred to use barium acid powder. That is, a flat sheet can be obtained by using a slurry made of a powder having an average particle diameter of about 1/5 or less of the thickness of the sheet to be obtained, and when a sheet having a mean particle diameter of 1/20 or less is used, surface irregularities ( It is considered that a sheet having a small arithmetic average roughness (Ra value) is obtained.
ここで、この露光時間は、光強度も含め露光量として把握し直すことが可能であり、該結果は露光量と残存膜厚とが一次の相関関係を有していることを示す。従って、セラミック粉末と感光性バインダとを用いた場合で、残存厚さが電極厚さと同じ5.0μm程度となる場合において、正確にシート厚さおよびシート表面の平坦性を保つことが可能となる。なお、ここでは光を透過する特性に劣るチタン酸バリウム粉末を用いる場合について具体的な検討結果を述べているが、同時に光透過特性に優れるいわゆるガラスセラミック粉末、或いは光吸収性を有するフェライト粉末、あるいは金属粉についても検討を行っている。 Here, the exposure time can be reconsidered as the exposure amount including the light intensity, and the result shows that the exposure amount and the remaining film thickness have a primary correlation. Therefore, when the ceramic powder and the photosensitive binder are used and the remaining thickness is about 5.0 μm, which is the same as the electrode thickness, it is possible to accurately maintain the sheet thickness and the flatness of the sheet surface. . In addition, although the specific examination result is described here about the case where the barium titanate powder inferior in the characteristic which permeate | transmits light is used, the so-called glass ceramic powder which is excellent in a light transmission characteristic simultaneously, or the ferrite powder which has light absorption property, Alternatively, metal powder is being studied.
その結果、必要となる露光量は異なるが、これら粉末もチタン酸バリウム粉末と同様の傾向を有することが認められている。従って、金属またはセラミック粉末と感光性バインダとの混練物たるスラリーを用いて、露光量によって現像後の残存厚さを制御しようとした場合、これら各種の粉末の例を含めると、用いる粉末の平均粒径が約1.0μm未満であれば表面粗さを小さくすることができる。その結果、より平均膜厚値のばらつきを抑える好適な制御が可能である。また、前記以外の実験により、現像後の残存厚さは、条件次第で約50μm未満であれば制御可能であることも見出している。本発明においては、以上の知見に基づいて、所定厚さの第一のスラリー固化部5或いは第二のスラリー固化部11を得ることとしている。
As a result, it is recognized that these powders have the same tendency as the barium titanate powder, although the required exposure dose is different. Therefore, when trying to control the residual thickness after development by the exposure amount using a slurry that is a kneaded product of metal or ceramic powder and a photosensitive binder, including examples of these various powders, the average of the powders used If the particle size is less than about 1.0 μm, the surface roughness can be reduced. As a result, it is possible to perform suitable control that further suppresses variation in the average film thickness value. Further, experiments other than the above have found that the remaining thickness after development can be controlled as long as it is less than about 50 μm depending on the conditions. In the present invention, based on the above knowledge, the first
以上述べた実施形態においては、ポスト電極3の上面と、第二のスラリー固化部11及び内部電極層7の上面とは略一致することとしている。これは当該セラミックグリーンシートを積層する際に、個々のシートが凹凸の無いシートであったほうが、積層ずれ等が生じないことを考慮した結果による。しかし、個々のシート間におけるポスト電極の接合を好適に行おうとした場合、ポスト電極3の上面をその他の領域の上面よりも僅かに突出させることが好ましい場合も考えられる。
In the embodiment described above, the upper surface of the
また、以上述べた実施形態においては、第一の感光性スラリー4は、露光量を厳密に制御する必要があることから、基台1の裏面より露光を施す所謂背面露光方式によって露光することが好ましい。しかし、第二の感光性スラリー9に関しては、その厚さを第三の所定厚さに制御することが可能であれば、背面露光により露光する必要はなく、上面からの露光によって固化を図ることとしても良い。その場合、第二の感光性スラリー9は、自身の厚さを露光し固化し得るだけの光透過性があれば良い。また、導電ペーストは内部電極用とポスト電極用と同一であっても良く、これらを異ならせることとしても良い。
In the embodiment described above, since the exposure amount of the first
また、本実施形態においては、ポスト電極の形成方法はスクリーン印刷によることとしているが、本発明の実施形態は当該方法に限定されない。具体的には公知の種々の方法が適用可能であるが、感光性材料を含む導電ペーストを基台1の上面に塗布し、これに露光、現像の各処理を施すことによって該ポスト電極を得ることとしても良い。当該方法によれば、基台1の表面上所定置に、精度良くポスト電極を形成することが可能となる。また、当該ポスト電極を他の基台(不図示)上に形成し、これを基台1表面上に転写してステップ1に示すシートを得ることとしても良い。
In this embodiment, the post electrode is formed by screen printing, but the embodiment of the present invention is not limited to this method. Specifically, various known methods can be applied, but the post electrode is obtained by applying a conductive paste containing a photosensitive material to the upper surface of the
また、本実施の形態においては、感光性スラリーを二回塗布し、これらに露光及び現像処理を施すことによって一枚のセラミックグリーンシートを得ることとしている。具体的には、ポスト電極の厚さを第一の所定厚さとし、第一のスラリー固化部5の厚さを第二の所定厚さとし、第二のスラリー固化部11の厚さとを第三の所定厚さとし、第二及び第三の所定厚さの和が第一の所定厚さと略等しくなることとしている。しかしながら、本発明は当該形態に限定されない。例えば、図1におけるステップ3に示された状態から、シート厚さ方向に更なる電極層、更なるスラリー固化層が積層されてなる構成を形成することとしても良い。また、この場合、被露光部が固化する所謂ネガタイプの感光性ペーストのみならず、被露光部が現像除去可能となる所謂ポジタイプの感光性ペーストを用いることとしても良い。
Moreover, in this Embodiment, it is supposed that the photosensitive slurry is apply | coated twice and the ceramic green sheet of one sheet is obtained by performing exposure and image development processing to these. Specifically, the thickness of the post electrode is the first predetermined thickness, the thickness of the first slurry solidified
また、第二のスラリー固化部11及び内部電極層7の上面を略同一平面とし、且つ基台1表面から当該平面表面までの厚さをポスト電極3の厚さより薄くすることとしても良い。このようにして得られる部材に対して更なる層を形成する、本発明の更なる形態について図6を参照して述べる。実際に上述の構成において得られる部材の構成を、ステップ21に示す。即ち、図6のステップ21における第一のスラリー固化部5及び11によって内部電極が包含された状態を得、更にステップ22〜24に示す工程を行うこととしても良い。
Further, the upper surfaces of the second
また、更なる変形例として、形成する更なる内部電極層7'及び更なるスラリー固化部11'を、更に薄層化して当該層の積層化を図っても良い。この場合、ポスト電極3以外の領域の上面がポスト電極3の上面と略一致するまで、ステップ22〜ステップ24の工程を繰り返すことが可能である。本工程によれば、異なる構成からなる複数の層について、これら各層を単一のポスト電極にて接合等することが可能となり、直流抵抗の低減、或いは接合強度等においてより好適な効果が得られる。
As a further modification, the further internal electrode layer 7 ′ and the further slurry solidified
換言すれば、本発明の実施形態において、異なる工程により得られる複数の層を貫通するポスト電極を包含する形態において、ポスト電極以外の各層の構成及びその製造工程は、本発明の内容を限定するものでは無い。従って、種々の工程からなる領域と、本発明からなる電極部分とを組み合わせることが可能である。即ち、本発明に係る、積層型電子部品の製造に供せられる一枚のセラミックグリーンシートは、内部に異なる製造工程により得られる複数の層からなる領域を有すると共に、積層方向にこれら各層を貫通する一体形成された電極を有することを特徴としている。 In other words, in the embodiment of the present invention, in a form including a post electrode penetrating a plurality of layers obtained by different processes, the configuration of each layer other than the post electrode and the manufacturing process thereof limit the contents of the present invention. It is not a thing. Therefore, it is possible to combine the area | region which consists of various processes, and the electrode part which consists of this invention. That is, a single ceramic green sheet used for manufacturing a multilayer electronic component according to the present invention has a region composed of a plurality of layers obtained by different manufacturing processes inside, and penetrates each layer in the stacking direction. It is characterized by having an integrally formed electrode.
なお、前述したように、図1に示す実施形態におけるステップ6において得られたシートに対し、その上面に更なる層の形成を行っても良い。また、後述するように、基台1上に特定の層を形成し、当該層の上面に図1におけるステップ1以降の工程を施すこととしても良い。これらの場合、本発明に係るポスト電極は、少なくとも2層を貫通し、且つその内部に接続領域を有さない電極部として作用する。
As described above, a further layer may be formed on the upper surface of the sheet obtained in step 6 in the embodiment shown in FIG. Further, as will be described later, a specific layer may be formed on the
また、前述の如く基台1の表面には、予め離型処理が施されている。しかしながら、コスト等の観点から、例えば基台1としていわゆる離型処理の施行が困難な材料が用いられる場合も考えられる。この場合、例えば図2に示すように、何ら表面処理が施されていない基台1の表面に対し、光透過性の離型層(図中参照番号2にて示す層)を予め形成し、この上にポスト電極3を形成することとしても良い。また、層2として、遮光部等の形成時において当該形成部エッジ(端部)のにじみを防止する、いわゆるにじみ防止作用を有する層を形成することとしても良い。この場合、この層2は、最終的には基台1とともにスラリー固化部5及びポスト電極3等から剥離、除去される。すなわち、基体1と層2とは、一体として光を透過する部材として作用する。
Further, as described above, the surface of the
また、セラミックグリーンシートを積層して電子部品等を形成する場合、例えば電子部品の最下層に対応するシートについては、所定の電気特性とは別個の特性が求められる場合も考えられる。この場合、求められる特性各々に応じた複数の層が積層されてなるシートを形成することが好ましい。この場合、図2に示した層2を、当該特性を充足する層と交換すれば良い。また、上述した転写法によってポスト電極3を基台1上に形成しようとする場合、該層2がポスト電極の転写を容易とするための粘着層であっても良い。
In addition, when an electronic component or the like is formed by laminating ceramic green sheets, for example, a sheet corresponding to the lowermost layer of the electronic component may be required to have characteristics different from predetermined electrical characteristics. In this case, it is preferable to form a sheet in which a plurality of layers corresponding to each required characteristic are laminated. In this case, the
また、本実施の形態においては、ポスト電極3が縦断面方形状の形状を有することとして述べているが、本発明の実施形態は当該形状に限定されない。具体的には、図3に示すように、内部電極の側面が基台1の法線に対して角度θの傾きを有するよう、電極径が基台1から離れるにつれて拡大するテーパーを有する形状としても良い。当該形状とすることにより、本発明によるセラミックグリーンシートを積層する際に、積層誤差に対してポスト電極の位置精度の許容幅を持たせることが可能となる。
In the present embodiment, the
或いは、図4に示すように、基台1上にパターン空間19を有する光透過性の絶縁層15を形成し(ステップ01)、基台1及び絶縁層15からなる部材上にポスト電極3を形成することとしても良い(ステップ02)。この場合、当該部材上への電極形成は、具体的には、例えばスクリーン印刷法によりパターン空間19を導電ペーストにより充填して充填部3bを形成すると同時に、その上部に存在するポスト電極3をも同時に形成することを意味する。なお、図4に示す基台1上に絶縁層15が形成され且つ該絶縁層15がパターン空間19を有する部材は、本発明における被シート形成面を表面とする露光処理における光を透過可能な部材として作用する。また、この場合、パターン空間19として示される凹部は、該部材の表面として作用する。
Alternatively, as shown in FIG. 4, a light-transmissive insulating
また、当該部材は、互に異なる材料からなる複数の領域を含む層を有する部材の一例として示される。即ち、ステップ02の状態を、光を透過可能な部材とポスト電極3から成る、例えば図1におけるステップ1に示すような状態の部材として考える。この場合、ポスト電極3及び絶縁層15の上面に感光性スラリー4を塗布し、これに露光現像処理を施すこととしても良い(ステップ03及び04)。これにより、一枚のセラミックグリーンシートであって、複数の層を内部に有し、且つこれらの層のうち少なくとも2層の間を接続部無く貫通するポスト電極を有するものが得られる。当該方法によれば、より高さを有するポスト電極を得ることが可能となる。また、当該工程において、絶縁層15及び導電ペーストを感光性の材料から構成することとしても良い。この場合、絶縁層の特性を所謂ポジタイプとし、導電ペーストを所謂ネガタイプとする等、逆の特性を組み合わせることによって同一のマスクを用いることが可能となる。この結果、マスクコストの削減、形成位置精度の向上等の効果が得られる。
The member is shown as an example of a member having a layer including a plurality of regions made of different materials. That is, the state of Step 02 is considered as a member having a state as shown in
また、図5に示すように、基台1上に絶縁層15及びペースト充填部3bが予め形成された部材、即ち互に異なる材料からなる複数の領域を含む層を有する部材上に、ポスト電極3を形成することとしても良い。この場合、充填部3bとポスト電極3との接続性に関しては、例えば充填部3bが未固化状態でポスト電極3を形成することにより、各シートを個々に積層する従来工程による場合と比較して、充填部3bとポスト電極3とは比較的良好に接続可能である。従って、ポスト電極に関して導電性等により優れる、より高さを有するポスト電極が得られる。これら図4或いは図5に示す場合に示す実施形態おいて、基体1、パターン空間19、及び絶縁層15、或いは基台1、絶縁層15、及び充填部3bのような、複数の部分からなる部材は、一体として光を透過する領域を有する部材として作用する。
Further, as shown in FIG. 5, the post electrode is formed on a member in which the insulating
本例に示すように、本発明に係るシートは、シート底面からシート表面まで接続部無く貫通するポスト電極を有する形態のみに限定されない。具体的には、図5のステップ01aに示した形態の部材に対して本発明に係るセラミックグリーンシートの形成方法を適用した場合も包含される。即ち、ステップ02aの状態を、光を透過可能な部材とポスト電極3(電極3bを含む。)から成る、例えば図1におけるステップ1に示すような状態の部材として考える。この場合、ポスト電極3及び絶縁層15の上面に感光性スラリー4を塗布し、これに露光現像処理を施すこととしても良い(ステップ03a及び04a)。また、ステップ05a及び06aに示すように、感光性スラリー9の塗布及び該スラリーの露光現像の処理をさらに繰り返して行うこととしても良い。この場合、一枚のセラミックグリーンシートであって、複数の層を内部に有し且つこれら層のうちの少なくとも2層の間を接続部無く貫通するポスト電極を有するものが本発明に係る形成方法より得られる。従って、当該特徴を有するセラミックグリーンシートも本発明に包含される。
As shown in this example, the sheet according to the present invention is not limited to a form having a post electrode that penetrates from the sheet bottom surface to the sheet surface without a connecting portion. Specifically, the case where the method for forming a ceramic green sheet according to the present invention is applied to the member having the form shown in Step 01a of FIG. 5 is also included. That is, the state of step 02a is considered as a member having a state as shown in
また、本実施形態においては、ポスト電極を内包するセラミックグリーンシートの形成工程に関してのみ述べられている。しかしながら、本実施形態は当該記述に限定されず、ステップ6により得られたシートの上面に対して、更なる工程を施して、電極パターンの印刷等による形成、絶縁層の形成等を行って、所謂内部電極パターンを更に包含するシートを形成することとしても良い。その際、上述した基台裏面からの露光方法を用いても良く、シート上面からの露光方法を用いても良い。 Moreover, in this embodiment, only the formation process of the ceramic green sheet which includes a post electrode is described. However, the present embodiment is not limited to the description, and further processes are performed on the upper surface of the sheet obtained in step 6 to form an electrode pattern by printing, an insulating layer, and the like. A sheet further including a so-called internal electrode pattern may be formed. In that case, the exposure method from the base back surface mentioned above may be used, and the exposure method from the sheet | seat upper surface may be used.
以上の本発明の実施形態においては、本発明が所謂ポスト電極を内包するセラミックグリーンシートの形成を目的とするものとして述べた。しかし、本発明の適用対象は、ポスト電極に限定されず、形成時においてある程度以下の占有面積を有し且つある程度以上の厚さを必要とする種々のパターン形成を得る際にも適用可能である。従って、本実施形態において、ポスト電極として述べた構成は、感光性部材の露光処理時における光を遮光する遮光部としての特性を有するものであれば、特に規定されなくとも良い。即ち、各構成物に対して述べた導電性或いは絶縁性は、上述の実施形態に限定された特性であり、本発明の実施に際しては、これら特性を特に考慮する必要はない。また、セラミックグリーンシートのみならず、電子部品として用いられる種々の基板形成に対しても適用可能と考えられる。 In the above embodiments of the present invention, the present invention has been described as being aimed at forming a ceramic green sheet containing a so-called post electrode. However, the application object of the present invention is not limited to the post electrode, and can also be applied to obtain various pattern formations that have a certain occupation area at the time of formation and require a certain thickness. . Accordingly, in the present embodiment, the configuration described as the post electrode is not particularly limited as long as it has a characteristic as a light shielding portion that shields light during the exposure processing of the photosensitive member. That is, the conductivity or insulation described for each component is a characteristic limited to the above-described embodiment, and it is not necessary to consider these characteristics when implementing the present invention. Further, it can be applied not only to ceramic green sheets but also to various substrate formations used as electronic components.
1:基台、 2:層、 3:ポスト電極、 4:第一の感光性スラリー、 5:第一のスラリー固化部、 7:内部電極、 9:第二の感光性スラリー、 11:第二のスラリー固化部、 15:絶縁層、 19:パターン空間
1: base, 2: layer, 3: post electrode, 4: first photosensitive slurry, 5: first slurry solidification part, 7: internal electrode, 9: second photosensitive slurry, 11: second 15: solidified part of the slurry, 15: insulating layer, 19: pattern space
Claims (8)
被シート形成面を表面に有すると共に前記露光処理に用いる光を透過可能な部材の前記表面上に、第一の所定高さを有する前記光を透過しない材料からなる遮光部を形成し、
前記部材の表面に、所定の電気特性を有する粉体を有し且つ前記露光処理によって露光可能な感光性材料から成る層を形成し、
前記部材の裏面より前記感光性材料から成る層に前記光を照射して前記感光性材料に前記露光処理を施して、前記第一の所定高さより低い第二の所定高さに前記感光性材料を固化し
前記感光性材料における非露光部分を前記現像処理により除去し、
前記感光性材料の固化部分の表面に電極材料及び絶縁材料の少なくとも一つから成る層を形成する工程を含むことを特徴とするセラミックグリーンシートの形成方法。 A method for producing a ceramic green sheet including exposure and development processing,
Forming a light-shielding portion made of a material that does not transmit light having a first predetermined height on the surface of the member that has a sheet-formed surface on the surface and is capable of transmitting light used in the exposure process;
On the surface of the member, a layer made of a photosensitive material having a powder having predetermined electrical characteristics and capable of being exposed by the exposure process is formed.
The photosensitive material is irradiated with the light from the back surface of the member to perform the exposure process on the photosensitive material, and the photosensitive material is set to a second predetermined height lower than the first predetermined height. Solidify and remove the non-exposed portion of the photosensitive material by the development process,
A method of forming a ceramic green sheet comprising the step of forming a layer made of at least one of an electrode material and an insulating material on the surface of the solidified portion of the photosensitive material.
請求項1乃至6の何れか一つに記載のセラミックグリーンシートの製造方法により形成されたセラミックグリーンシートを含む複数のセラミックグリーンシートを積層し、
積層された前記セラミックグリーンシートを、その厚さ方向に加圧して積層体を形成する工程を含むことを特徴とするセラミック積層型電子部品の製造方法。 A method for manufacturing a ceramic multilayer electronic component, comprising:
A plurality of ceramic green sheets including a ceramic green sheet formed by the method for producing a ceramic green sheet according to any one of claims 1 to 6 are laminated,
A method for producing a ceramic multilayer electronic component, comprising the step of pressing the laminated ceramic green sheets in the thickness direction to form a laminate.
絶縁材料及び導電材料の少なくとも一つを含む複数の層と、
前記複数の層の少なくとも2層を貫通する単一の工程により形成された一体の電極部とを有することを特徴とするセラミックグリーンシート。 A ceramic green sheet that forms part of an electronic component,
A plurality of layers comprising at least one of an insulating material and a conductive material;
A ceramic green sheet comprising: an integrated electrode portion formed by a single process that penetrates at least two of the plurality of layers.
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