JP4263924B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、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】
積層セラミック電子部品の製造方法は、セラミックグリーンシートを用意し、このセラミックグリーンシートと導体パターンとが交互に積層してなる仮大型積層体を配置する。次に、この仮大型積層体をプレスし、大型積層体を形成する。そして、この大型積層体を各素子領域に切断し、焼成処理して積層体を形成する。
【0003】
近年、上記仮大型積層体をプレスし、大型積層体を形成する工程において、圧力を均一に加えられるという点から、静水圧プレスが用いられてきている。
【0004】
例えば、図5に示すように、剛体板51の表面に設けられたベースフィルム52上に、セラミックグリーンシート32と導体パターン33、34とが交互に積層してなる仮大型積層体42を配置後、仮大型積層体42を剛体板51、ベースフィルム52とともに可撓性袋53の中に入れ、静水圧プレスにより大型積層体42を形成する積層セラミック電子部品の製造方法が特許第2950008号公報に開示されている。
【0005】
しかしながら、図5に示す製造方法によれば、静水圧プレスを行なっている間に、仮大型積層体42の一方主面(図中下面)は剛体板51に接触しているが、他方主面(図中上面)には、可撓性袋53を通して直接流体の圧力(図中矢印)がかかることになる。その結果、導体パターン33、34の有無により、大型積層体41がかまぼこ状になってしまうという問題点があった。そして、得られる積層セラミック電子部品の形状不良や、実装信頼性の低下の原因となっていた。
【0006】
そこで、図6に示すように、仮大型積層体42の両主面に、可撓性袋53を通して直接流体の圧力(図中矢印)がかかるように静水圧プレスを行う積層セラミック電子部品の製造方法が特公平6−70940号公報に開示されている。
【0007】
同報によれば、得られる大型積層体41が積層方向に対称となるため、大型積層体41の両主面の凹凸は、図5に示す大型積層体41に比べて約半分にすることができる。
【0008】
[特許文献1]
特許第2950008号公報 (3−4頁、図1−4)
[特許文献2]
特公平6−70940号公報 (2−4頁、図1−7)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、仮大型積層体42の配置を精度良く行うためには、剛体板51など平滑な面の上で形成を行う必要がある。このため、図6に示す製造方法によれば、仮大型積層体42を剛体板51上で配置した後、一旦剛体板51から外して可撓性袋53の中に入れる必要があり、工程が複雑になるとともに、仮大型積層体42がまだ完全に一体化していない状態で取り扱うため、積層ずれの原因になるという問題点があった。
【0010】
本発明は、上述の問題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、簡単且つ安価な製造方法で、積層ずれを防止できるとともに、静水圧プレス後の形状が良好である積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、剛体板上面に設けられた平滑な熱可塑性部材上に、セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層してなる複数の素子領域を有する仮大型積層体を、前記熱可塑性部材の流動開始温度よりも低い温度下で配置する工程と、前記剛体板に配置された前記仮大型積層体を可撓性袋の中に入れ、該可撓性袋の内部を脱気するとともに密封する工程と、前記仮大型積層体を、前記熱可塑性部材の流動開始温度よりも高い温度下で静水圧プレスして、大型積層体を形成する工程と、前記大型積層体を前記剛体板から剥離するとともに、各前記素子領域に切断した後、焼成処理して積層体を形成する工程とを備えてなる。
【0012】
【作用】
本発明は、仮大型積層体の配置を熱可塑性部材の流動開始温度よりも低い温度下で平滑な熱可塑性部材上で行うため、精度良く行うことができる。また、熱可塑性部材の流動開始温度よりも高い温度下で大型積層体を形成するため、剛体板の表面に設けられた熱可塑性部材が流動性を有し、流体の圧力によって変形することから、得られる大型積層体がほぼ積層方向に対称となり、両主面の凹凸を小さくでき、最終製品としての積層セラミック電子部品の形状が良好になる。さらに、剛体板に配置された仮大型積層体を可撓性袋の中に入れることができるため、工程が簡単且つ安価になるとともに、積層ずれなどの問題点も解決できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法を図面に基づいて説明する。
【0014】
代表的な電子部品として、積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。
【0015】
図1は、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法を示す図であり、(a)積層工程を示す断面図、(b)プレス工程を示す断面図である。図2は、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法における静水圧プレス機を示す断面図である。図3は、本発明の製造方法を用いた積層セラミックコンデンサを示す図であり、(a)外観斜視図、(b)縦断面図である。
【0016】
図1(a)において、積層セラミックコンデンサ10は、積層体1と、積層体1の一対の端面に形成した外部電極5、6とから構成されている。この積層体1は、図1(b)に示すように、複数の誘電体層2と一対の内部電極3、4とが積層されて構成されている。また、一方の外部電極5は、積層体1の一方の端面に露出する内部電極3に電気的に接続している。また、他方の外部電極6は、積層体1の他方の端面に露出する内部電極4に電気的に接続している。
【0017】
次に、本発明の積層セラミックコンデンサ10の製造方法について、図を用いて説明する。なお、符号は、焼成の前後で区別しないことにする。
【0018】
まず、図1(a)に示すように、積層工程において、熱可塑性部材の流動開始温度よりも低い温度下で、剛体板21上面に設けられた平滑な熱可塑性部材22上に、誘電体層となるセラミックグリーンシート2と内部電極となる導体パターン3、4とが交互に積層してなる仮大型積層体12を配置する。
【0019】
具体的には、導体パターン3、4を形成したセラミックグリーンシート2を吸着ヘッド(図示せず)により吸着した状態で熱可塑性部材22上に搭載し、且つ吸着ヘッドの吸着面と剛体板21とで仮プレスする工程を繰り返す方法が用いられる。この製造方法により、平坦なセラミックグリーンシート2上に導体パターン3、4を形成した後、積層工程を行うため、積層セラミックコンデンサ10の大型化、高積層化に対応できる。あるいは、導体パターン3、4を形成したセラミックグリーンシート2を支持フィルム(図示せず)によって支持された状態で熱可塑性部材22上に搭載し、支持フィルムのセラミックグリーンシート2が形成された面の反対側から仮プレスする工程を繰り返す方法でも良い。この製造方法により、セラミックグリーンシート2が吸着ヘッドの吸着面に直接接触しないため、吸着面に形成された吸引孔により、セラミックグリーンシート2が破損するという問題点を解決できる。
【0020】
ここで、剛体板21は、プレス工程で変形などを生じない必要があり、アルミニウム板やステンレススチール板などが用いられる。
【0021】
本発明の特徴的なことは、熱可塑性部材22の流動開始温度は、図1(a)に示す工程の温度より高いとともに、図1(b)に示す工程の温度より低いことである。
【0022】
例えば、仮プレスの温度が50〜60℃、静水圧プレスの温度が100℃以上である場合、熱可塑性部材22として、流動開始温度が70〜100℃であるポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂の内の1種類または2種類以上を組み合わせて用いる方法が挙げられる。積層工程の温度を室温付近にすることができれば、静水圧プレスの温度を60〜70℃と下げるとともに、流動開始温度が40〜60℃である樹脂を用いても良い。このように、仮プレス及び静水圧プレスの温度によって、熱可塑性部材22を選択する。
【0023】
ここで、剛体板21表面に熱可塑性部材22を設ける方法は、剛体板21表面に熱可塑性部材22を塗布しても良く、あらかじめフィルム状に形成した熱可塑性部材22を接着剤などで剛体板21表面に貼り付けるようにしても良い。
【0024】
そして、熱可塑性部材22の流動開始温度よりも低い温度下で仮大型積層体12を配置するため、仮大型積層体12の配置を平滑な面の上で精度良く行うことができる。
【0025】
次に、剛体板21に設けられた熱可塑性部材22上に配置された仮大型積層体12は、可撓性袋23に入れられるとともに、可撓性袋23内の内部を脱気するとともに密封する。ここで、可撓性袋23の材質としては、脱気及び密封が可能である材質である必要があるため、ナイロン、ゴム、その他のプラスチック材料などが用いられる。
【0026】
このとき、剛体板21に配置された仮大型積層体12を可撓性袋23の中に入れることができるため、工程が簡単且つ安価になるとともに、積層ずれなどの問題点も解決できる。
【0027】
次に、図2に示すように、仮大型積層体12、剛体板21及び熱可塑性部材22を密封した可撓性袋23を静水圧プレス機20の流体24の中に入れる。そして、50〜60℃の温度及び所定の圧力(図中矢印)を加えることにより仮大型積層体12が静水圧プレスされ、大型積層体11が得られる。ここで、流体24としてシリコーン油または水が用いられるが、静水圧プレス温度が100℃以上である場合はシリコーン油を用いることが望ましい。また、複数個の仮大型積層体12を同時に静水圧プレスしても良い。
【0028】
このとき、図1(b)に示すように、熱可塑性部材22の流動開始温度よりも高い温度下で大型積層体11を形成するため、剛体板21の表面に設けられた熱可塑性部材22が流動性を有し、流体24の圧力によって変形することから、得られる大型積層体11がほぼ積層方向に対称となり、両主面の凹凸を小さくでき、最終製品としての積層セラミック電子部品10の形状が良好になる。
【0029】
また、仮大型積層体12が剛体板21に保持された状態で静水圧プレスが行われるため、積層方向に垂直な横方向の大型積層体11の寸法のばらつきはほとんどなくなり、切断後の積層体1の寸法のばらつきや、導体パターン3、4の位置ずれを防止できるという効果もある。
【0030】
この後、この大型積層体11を可撓性袋23を開封して取り出し、各素子領域毎に切断して、未焼成状態の積層体1を得る。
【0031】
さらに、この未焼成状態の積層体1を所定の雰囲気及び温度条件下で焼成して、積層体1を得る。この積層体1は、複数の誘電体層2と内部電極3、4とが積層されているとともに、一対の端面に内部電極3、4が露出している。
【0032】
次に、外部電極となる導体膜5、6を積層体1の一対の端面にディップ法により形成する。さらに、導体膜は、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成、外部電極5、6を形成する。そして、外部電極5、6表面にNiメッキ/Snメッキを形成する。
【0033】
このようにして、図1に示すような積層コンデンサ10が得られる。
【0034】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。
【0035】
図4は、本発明の積層セラミックコンデンサ10の製造方法の他の実施の形態を示す図であり、プレス工程を示す断面図である。同図によれば、剛体板21の表面に設けられた平滑な熱可塑性部材22上に配置された仮大型積層体12の上側にも、同様に平滑な熱可塑性部材22及び剛体板21を配置し、可撓性袋23の中に入れ、可撓性袋23の内部を脱気するとともに密封し、静水圧プレスを行っている。このことにより、仮大型積層体12の積層方向からかかる圧力が完全に同一になるため、得られる大型積層体11の積層方向の対称性が向上し、両主面の凹凸をさらに小さくできることから、最終製品としての積層セラミック電子部品10の形状がさらに良好になる。
【0036】
また、上記の実施の形態では、本発明を積層セラミックコンデンサの製造方法に適用した例について説明したが、本発明は回路基板、ノイズフィルタ部品など他の積層セラミック電子部品にも広く適用できる。
【0037】
また本発明は、支持体(図示せず)上に形成されたセラミックグリーンシート2を、支持体側から仮プレスすることにより、剛体板21上に搭載する工程と、搭載されたセラミックグリーンシート2上に導体パターン3、4を形成する工程と、導体パターン3、4が形成されたセラミックグリーンシート2上に、別のセラミックグリーンシート2を搭載する工程と、搭載された別のセラミックグリーンシート2上に、導体パターン3、4を形成する工程とを繰り返すことにより、仮大型積層体12を配置しても良い。この製造方法によれば、積層精度が良好になり、容量ばらつきを低減できるとともに、サイドマージンやエンドマージンを小さくできることから、積層セラミックコンデンサ10の小型化に対応できる。またこのとき、セラミックグリーンシート2の仮プレス温度及び導体パターン3、4の乾燥温度が、熱可塑性部材22の流動性が小さい温度である必要がある。
【0038】
【発明の効果】
本発明は、仮大型積層体の配置を熱可塑性部材の流動開始温度よりも低い温度下で平滑な熱可塑性部材上で行うため、精度良く行うことができる。また、熱可塑性部材の流動開始温度よりも高い温度下で大型積層体を形成するため、剛体板の表面に設けられた熱可塑性部材が流動性を有し、流体の圧力によって変形することから、得られる大型積層体がほぼ積層方向に対称となり、両主面の凹凸を小さくでき、最終製品としての積層セラミック電子部品の形状が良好になる。さらに、剛体板に配置された仮大型積層体を可撓性袋の中に入れることができるため、工程が簡単且つ安価になるとともに、積層ずれなどの問題点も解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法を示す図であり、(a)積層工程を示す断面図、(b)プレス工程を示す断面図である。
【図2】本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法における静水圧プレス機を示す断面図である。
【図3】本発明の製造方法を用いた積層セラミックコンデンサを示す図であり、(a)外観斜視図、(b)縦断面図である。
【図4】本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法の他の実施の形態を示す図であり、プレス工程を示す断面図である。
【図5】従来の積層セラミックコンデンサの製造方法を示す図であり、プレス工程を示す断面図である。
【図6】従来の他の積層セラミックコンデンサの製造方法を示す図であり、プレス工程を示す断面図である。
【符号の説明】
10 積層セラミックコンデンサ
1 積層体
2 誘電体層
3、4 内部電極
5、6 外部電極
11 大型積層体
12 仮大型積層体
20 静水圧プレス機
21 剛体板
22 熱可塑性部材
23 可撓性袋
24 流体
Claims (1)
- 剛体板上面に設けられた平滑な熱可塑性部材上に、セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積層してなる複数の素子領域を有する仮大型積層体を、前記熱可塑性部材の流動開始温度よりも低い温度下で配置する工程と、
前記剛体板に配置された前記仮大型積層体を可撓性袋の中に入れ、該可撓性袋の内部を脱気するとともに密封する工程と、
前記仮大型積層体を、前記熱可塑性部材の流動開始温度よりも高い温度下で静水圧プレスして、大型積層体を形成する工程と、
前記大型積層体を前記剛体板から剥離するとともに、各前記素子領域に切断した後、焼成処理して積層体を形成する工程とを備えた積層セラミック電子部品の製造方法。
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