JP4428192B2 - 電子部品用ペーストの乾燥方法、電子部品の製造方法及びペースト乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、セラミックグリーンシート上に付与された電極ペーストや段差解消用セラミックペーストを乾燥させる方法、該ペーストを乾燥させる装置及び該ペースト乾燥方法を用いたセラミック電子部品の製造方法に関する。

従来、積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品の製造に際し、セラミックグリーンシート上に電極ペーストや段差解消用セラミックペーストが印刷され、乾燥されている。

下記の特許文献１には、このようなペーストの乾燥工程に用いられる乾燥装置が開示されている。

図６は、特許文献１に記載の乾燥装置を示す概略構成図である。

乾燥装置５１には、ポリプロピレンテレフタレートなどからなる可撓性支持体１９が供給される。この可撓性支持体１９の上面には、全面にセラミックグリーンシートが形成されており、かつ該セラミックグリーンシート上に電極ペーストが印刷されている。乾燥装置５１では、この印刷された電極ペーストの乾燥が行われる。

乾燥装置５１は、複数の乾燥室３５０を有する。各乾燥室３５０には、可撓性支持体１９の送り方向Ｆ１に対し、出口側となる一端側に給気路３５１が設けられており、入口側となる他端側に排気路３５２が設けられている。すなわち、１つの乾燥室３５０において、熱風が、可撓性支持体１９の出口側に設けられている給気路３５１から供給され、矢印Ｆ２で示すように流れ、可撓性支持体１９の入口側端部に設けられた排気路３５２から排出される。

従って、熱風が、カウンターフローによりセラミックグリーンシート上のペーストに吹き付けられ、それによってペーストの乾燥が行われる。

特許文献１では、上記乾燥装置５１を用いることにより、合成樹脂フィルムからなる可撓性支持体１９の熱による変形を抑制しつつ、乾燥時間を短縮することができるとされている。
特開平９−９２５８７号公報

特許文献１に記載の乾燥装置を用いた場合、合成樹脂フィルムからなる可撓性支持体１９の変形が抑制され、乾燥時間が短縮されるとされている。しかしながら、熱風をカウンターフローで電極ペーストに吹き付ける方法では、電極ペースト中の溶剤の乾燥が十分速やかには行われ難く、従って、乾燥時間をそれ程短縮し得るものではなかった。

他方、近年、積層セラミックコンデンサなどでは、小型化の進展に伴って、電極間に挟まれるセラミック層の厚みが薄くなってきている。従って、用意されるセラミックグリーンシートの厚みが薄くなってきている。このような厚みの薄いセラミックグリーンシート上に、電極ペーストや段差解消用セラミックペーストを印刷し、乾燥した場合、シートアタックによりセラミックグリーンシートの厚みが部分的に薄くなるという問題があった。

シートアタックとは、ペースト中に含まれている有機溶剤が、セラミックグリーンシートを構成しているバインダー樹脂を溶解し、再乾燥することによりバインダー樹脂が偏在することにより引き起こされる現象であり、バインダー樹脂が多く偏在している部分においてセラミック粒子が相対的に少なくなり、セラミックグリーンシートの厚みが薄くなる。

上記のようなシートアタックが生じると、セラミックグリーンシートの厚みが部分的に薄くなる。特に、厚みの薄いセラミックグリーンシートを用いた場合、最終的に得られた積層セラミック電子部品において薄いセラミック層の両側の電極間において短絡等が生じがちであるという問題があった。

セラミックグリーンシートに電極ペーストを印刷した場合、電極ペーストによるセラミックグリーンシートのバインダーの溶解や偏析が生じる過程において、電極ペースト中の金属粒子がセラミックグリーンシート中に拡散したり、セラミックグリーンシートのセラミックグリーンシートが逆に電極ペースト中に拡散したりする現象が生じる。従って、電極ペーストが印刷されたセラミックグリーンシートを複数枚積層し、積層型電子部品を製造しようとした場合、上記現象により、内部電極間の短絡不良や、絶縁抵抗の低下などの不良が生じるおそれがある。電極ペーストの他に、電極ペーストによる段差を埋めるようにセラミックペーストをさらに印刷する場合、つまりセラミックペーストとセラミックグリーンシート間においてもバインダーの溶解や偏析が生じ、同様の問題が生じる。従って、上記のようなシートアタックが生じると、上記バインダーや金属粒子の拡散や偏析による影響がより大きくなるという問題があった。

特許文献１に記載の乾燥装置では、このようなシートアタックを考慮してペーストの乾燥は行われておらず、従って、厚みの薄いセラミックグリーンシート上に電極ペーストや段差解消用セラミックペーストを印刷し、乾燥した場合、上記シートアタックにより、最終的に得られたセラミック電子部品中の電極間の短絡等が生じることがあった。

本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、厚みの薄いセラミックグリーンシートを用いた場合であっても、該セラミックグリーンシート上に印刷されるペーストを乾燥するに際し、上記シートアタックを効果的に抑制することができ、かつペーストを効率良く乾燥することができる、ペースト乾燥方法及び乾燥装置、並びに該ペースト乾燥方法を用いた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。

本発明に係る電子部品用ペーストの乾燥方法は、セラミックグリーンシート上にペーストを塗布する工程と、前記ペーストを乾燥する工程とを備え、前記ペーストの乾燥に際し、前記セラミックグリーンシートに接している側の第１のペースト面を冷却することにより、該第１のペースト面に与えられる熱量よりも大きな熱量を第１のペースト面とは反対側の第２のペースト面に与えて乾燥を行うことを特徴とする。

本発明に係る電子部品用ペーストの乾燥方法の他の特定の局面では、前記ペーストがセラミックペーストまたは電極ペーストである。

本発明に係る電子部品用ペーストの乾燥方法のさらに別の特定の局面では、前記冷却に際し、前記セラミックグリーンシートの前記ペーストとの界面の温度が、前記セラミックグリーンシートを構成している樹脂バインダーのガラス転移温度以下となるように冷却が行われる。

本発明に係る電子部品用ペーストの乾燥方法では、好ましくは、上記セラミックグリーンシートとして、厚みが５μｍ以下のものが用いられる。

本発明に係る電子部品用ペーストの乾燥方法の他の特定の局面では、ペーストの上面側の温度と下面側の温度との温度差を１０℃以上にすることで、第１のペースト面よりも第２のペースト面に大きな熱量が与えられる。

本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、本発明の電子部品用ペーストの乾燥方法によりペーストが乾燥される工程を備え、セラミックグリーンシート上に前記ペーストとして電極ペーストまたは段差解消用セラミックペーストが塗布されており、前記ペーストが塗布された複数枚のセラミックグリーンシートを積層する積層工程と、前記積層工程により得られた積層体を焼成し、焼結体を得る工程とをさらに備えることを特徴とする。

本発明に係るペースト乾燥装置は、ペーストを乾燥させる装置であって、セラミックグリーンシート上に塗布されたペーストを乾燥する乾燥炉と、前記乾燥炉内において前記セラミックグリーンシートを支持しており、かつ端部が前記乾燥炉外に露出または冷却手段が設けられている支持部材と、前記ペーストのセラミックグリーンシートに接している第１のペースト面とは反対側の第２のペースト面に熱風を供給するノズルとを備えることを特徴とする。

本発明に係るペースト乾燥装置のある特定の局面では、前記セラミックグリーンシートのペースト塗布面とは反対側の面から前記ペーストの第１のペースト面を冷却する冷却装置がさらに備えられている。

本発明に係るペースト乾燥装置の他の広い局面によれば、ペーストを乾燥させる装置であって、セラミックグリーンシート上に塗布されたペーストを乾燥する乾燥炉と、前記ペーストのセラミックグリーンシートに接している第１のペースト面とは反対側の第２のペースト面に熱風を供給する第１のノズルと、前記ペーストの第１のペースト面に第１のノズルより低い温度の風を供給する第２のノズルとを備えることを特徴とする、ペースト乾燥装置が提供される。

本発明に係る電子部品用ペーストの乾燥方法では、セラミックグリーンシート上にペーストを塗布し、乾燥するに際し、セラミックグリーンシートに接している側の第１のペースト面よりも、反対側面である第２のペースト面に相対的に大きな熱量を与えて乾燥が行われる。この場合、第１のペースト面を冷却することにより、第１のペースト面に与えられる熱量よりも、第２のペースト面に与えられる熱量が高められる。従って、後述の実施例から明らかなように、乾燥を速やかに行い得るだけでなく、シートアタックを効果的に抑制することができる。これは、シートアタックが生じるのが、セラミックグリーンシート側から与えられた熱が、セラミックグリーンシートからペースト方向に伝わり、セラミックグリーンシートとペーストとの境界面、すなわちペーストの第１のペースト面においてペースト中の溶剤が熱にさらされることにより、セラミックグリーンシート中のバインダー樹脂を溶解しているためと考えられる。これに対して、本発明の電子部品用ペーストの乾燥方法では、上記第１のペースト面よりも、第２のペースト面に相対的に大きな熱量を与えて乾燥が行われるため、第１のペースト面側における上記シートアタックが効果的に抑制されるとともに、第２のペースト面に大きな熱量を与えることにより乾燥が速やかに行われる。

従って、本発明の電子部品用ペーストの乾燥方法によれば、シートアタックを効果的に抑制しつつ乾燥を速やかに行い得るため、厚みの薄いセラミックグリーンシートを用いた場合であっても、電極間の短絡等が生じ難い積層セラミック電子部品を提供することができ、積層セラミック電子部品の薄層化及び小型化に対応することが可能となる。

本発明のペーストの乾燥方法において、上記ペーストとしては、電極ペーストを用いてもよく、電極ペーストではなく、段差解消用セラミックペーストなどのペーストであってもよい。いずれの場合においても、ペースト中に含まれている溶剤によるシートアタックを本発明に従って効果的に抑制することができる。

冷却に際し、セラミックグリーンシートとペースト面との界面の温度がセラミックグリーンシートを構成している樹脂バインダーのガラス転移点以下となるように冷却が行われる場合には、該冷却により、樹脂バインダーの溶解をより効果的に抑制することができ、シートアタックをより効果的に防止することができる。

本発明においては、上記のようにシートアタックを効果的に抑制することができるので、セラミックグリーンシートの厚みを薄くすることができ、例えば厚みが５μｍ以下の薄いセラミックグリーンシートを用いた場合であっても、シートアタックを効果的に抑制することができる。

本発明に係る電子部品用ペーストの乾燥方法において、第１のペースト面よりも第２のペースト面に大きな熱量を与える場合、その具体的な態様は特に限定されず、ペーストの上面側の温度と下面側の温度との温度差を１０℃以上にする方法等により行い得る。このように、ペーストの上面側の温度と下面側の温度との温度差を１０℃以上にすることにより、実施例から明らかなように、その両面に大きな熱量差を与えることができ、それによってシートアタックを効果的に抑制することができる。

本発明に係る積層電子部品の製造方法では、本発明の電子部品用ペーストの乾燥方法に従って、セラミックグリーンシート上の電極ペーストまたは段差解消用セラミックペーストが乾燥される。従って、シートアタックを効果的に抑制することができるとともに、効率良く乾燥を行うことができる。よって、上記のようにして乾燥されたペーストを有する複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、積層体を得、該積層体を焼成し、焼結体を得ることにより、電極間の短絡等が生じ難い信頼性に優れた積層セラミック電子部品を提供することが可能となる。

本発明に係るペースト乾燥装置では、乾燥炉内において、セラミックグリーンシートを支持しており、かつその端部が乾燥炉外に露出しており、または冷却手段が設けられている支持部材が配置されており、ペーストのセラミックグリーンシートに接している第１のペースト面とは反対側の面である第２のペースト面に熱風を供給するノズルが備えられているため、該ノズルによりセラミックグリーンシート上のペーストの第２のペースト面、すなわちペーストの表面側に熱風が吹き付けられ、第１，第２のペースト間に熱量差が与えられるため、本発明に従ってペーストを効率良く乾燥することができるとともに、セラミックグリーンシートにおけるシートアタックを効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るペースト乾燥装置において、セラミックグリーンシートのペースト塗布面とは反対側の面からペーストの第１のペースト面を冷却する冷却装置がさらに備えられている場合には、第１のペースト面側に加えられる熱量が第２のペースト面側に加えられる熱量よりも相対的に少なくされ、それによってシートアタックをより効果的に抑制することができる。

さらに、本発明の別の広い局面により提供されるペースト乾燥装置では、ペーストのセラミックグリーンシートに接している第１のペースト面と反対側の第２のペースト面に熱風を供給する第１のノズルと、ペーストの第１のペースト面に第１のノズルよりも低い温度の風を供給する第２のノズルとが備えられているので、ペーストの乾燥に際し、ペーストのセラミックグリーンシートと接している第２のペースト面により大きな熱量を与えて乾燥を行うことができる。従って、本発明の乾燥方法に従って、ペーストを効率良く乾燥することができるとともに、セラミックグリーンシートにおけるシートアタックを効果的に抑制することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態を、図面を参照しつつ説明することにより、本発明を明らかにする。

図１は、本発明の一実施形態に係るペースト乾燥装置を示す略図的正面図であり、図２はその略図的側面図である。

乾燥装置１内には、長尺状のキャリアフィルム２上にセラミックグリーンシート３及び電極ペースト４が印刷された構造が矢印Ａ方向に供給される。キャリアフィルム２は、本実施形態では、厚み２０〜５０μｍ程度のポリエチレンテレフタレートフィルムで構成されている。もっとも、キャリアフィルムとしては、可撓性を有する適宜の合成樹脂フィルムを用いることができる。

キャリアフィルム２の上面には、セラミックグリーンシート３が形成されている。セラミックグリーンシート３は、バインダー樹脂とセラミック粉末とを含むセラミックペーストをキャリアフィルム２上に成形することにより、あるいは別途成形されたセラミックグリーンシートをキャリアフィルム２上に転写することにより形成される。

上記セラミックグリーンシート３上に塗布されているペースト４は、本実施形態では、金属粉末と、バインダー樹脂と溶剤とを含む電極ペーストをセラミックグリーンシート３上にスクリーン印刷することにより形成されている。

乾燥装置１では、このペースト４の乾燥が行われる。

前述したように、ペースト４の乾燥に際しては、ペースト４中の溶剤がセラミックグリーンシート３のバインダー樹脂を溶解することにより、シートアタックと呼ばれる現象が生じ、セラミックグリーンシート３の厚みが部分的に薄くなったりするおそれがあった。

図３は、シートアタックを説明するための略図的断面図である。前述したように、シートアタックとは、セラミックグリーンシート３上に電極ペースト４が印刷されている場合、電極ペースト４の第１のペースト面４ａ、すなわちセラミックグリーンシート３に接している面側から与えられた熱量により、ペースト４中の溶剤がセラミックグリーンシート３のバインダー樹脂を溶解し、乾燥に際して揮散することにより引き起こされる。このような現象が生じると、セラミックグリーンシート３において、溶剤が偏在し、言い換えればセラミック粒子が偏在することとなり、セラミックグリーンシート３の厚みばらつきが生じることとなる。そのため、特に、厚みの薄いセラミックグリーンシートを用いた場合、最終的に得られたセラミック電子部品において、セラミックグリーンシートの両側の電極間において短絡が生じたりするおそれがある。本実施形態の乾燥装置１では、このようなシートアタックを効果的に抑制することができる。

乾燥装置１は、乾燥炉８を有する。乾燥炉８内には、支持部材としての複数のガイドロール５ａ〜５ｄが配置されている。ガイドロール５ａ〜５ｄは、その長さ方向が搬送方向Ａと直交する方向となるように配置されている。ガイドロール５ａ〜５ｄは、その中心軸周りに回転し得るように構成されている。ガイドロール５ａ〜５ｄの上方に、キャリアフィルム２が当接され、キャリアフィルム２が矢印Ａ方向に搬送され得るように構成されている。

なお、ガイドロール５ａ〜５ｄの少なくとも１つを回転駆動するようにして、キャリアフィルム２を矢印Ａ方向に搬送してもよく、あるいは図示しない駆動源によりキャリアフィルム２を矢印Ａ方向に搬送してもよい。ここではガイドロール５ａ〜５ｄの両端が外部に露出されている。もっとも、少なくとも１つのガイドロールの両端が外部に露出されていればよい。また、ガイドロール５ａ〜５ｄの少なくとも１つに冷却手段を設けてもよい。冷却手段としては、ペルチェ素子を用いたものや、水冷式もしくは空冷式の冷却装置が挙げられ、ガイドロール５ａ〜５ｄの少なくとも１つの内部に冷媒を通してもよい。

本実施形態では、図示しない駆動源によりキャリアフィルム２が矢印Ａ方向に搬送され、ガイドロール５ａ〜５ｄは、キャリアフィルム２の搬送方向を規定するように作用する。

乾燥炉２においては、その搬送方向に沿って、給気ノズル６と、排気口７とが交互に配置されている。例えば、１つの排気口７の上流側及び下流側に隣接して給気ノズル６が配置されている。また、１つの給気ノズル６を中心とした場合、該給気ノズル６の上流側及び下流側に隣接して排気口７，７が配置されている。

給気ノズル６からは、熱風が供給され、排気口７から熱風が排出されるように構成されている。従って、搬送方向Ａに沿って熱風がペーストに吹き付けられる部分と、搬送方向Ａと逆方向に熱風が吹き付けられる部分とが交互に配置され、該熱風によりペーストが乾燥される。

他方、上記給気ノズル６は、前述したガイドロール５ａ〜５ｄの上方に位置する部分に設けられ、すなわちガイドロールの数と給気ノズルの数とが等しくされている。従って、一対のガイドロール、例えばガイドロール５ａ，５ｂ間に、１つの排気口７が位置することになり、一対のガイドロール５ａ，５ｂ間において、熱風が搬送方向Ａと等しい方向に吹き付けられる部分と、搬送方向と逆方向に吹き付けられる部分とが位置している。

もっとも、上記給気ノズル６及び排気口７の数及び配置形態は、図１に示したものに限定されるものではない。

また、搬送方向Ａも図１のような水平方向に限らず、垂直方向や所定の傾斜角度を有してもよい。段階的に傾斜角度を変えてアーチ状にしてもよい。

本実施形態では、上記のように、セラミックグリーンシート３の上面側において、給気ノズル６から吹き付けられた熱風によりペーストの乾燥が行われる。従って、ペースト４のセラミックグリーンシート３に接している第１のペースト面４ａに比べて、反対面である第２のペースト面４ｂ側に大きな熱量が与えられる。言い換えれば、第２のペースト面４ｂにおいては、ペーストの乾燥が速やかに行われ、逆に、第１のペースト面４ａにおいては、相対的に少ない熱量が与えられるため、ペースト中の溶剤によるセラミックグリーンシート３中のバインダー樹脂の溶解が生じ難い。すなわち、十分な速度でペースト４を乾燥することができるだけでなく、ペースト中の溶剤によるシートアタックを効果的に抑制することができる。

なお、本実施形態におけるペーストの上面側の温度とは、本実施形態では、上方の給気ノズル６から供給される熱風の温度を意味し、ペーストの下面側の温度とは、図１におけるガイドロール５ａ〜５ｄの温度をいうものとする。すなわち、これらの温度の温度差が４０℃以上とされることが好ましい。

また、上述したように、給気ノズル６，６間に排気口７が配置されているため、ペーストに吹き付けられ、溶剤を気化させ、溶剤を含んだ熱風が排気口７から直ちに排出され得るように構成されているため、ペーストの乾燥を速やかに行うことができる。

また、セラミックグリーンシート３の上面にも熱風が吹き付けられることになるが、セラミックグリーンシート３に与えられた熱量は、セラミックグリーンシート中の溶剤の気化熱として消費される。従って、セラミックグリーンシート３自体の温度上昇が抑制されつつ、溶剤の揮発が進行する。特に、本実施形態では、給気ノズル６，６間に排気口７が配置されているため、溶剤を含んだ熱風が滞留し難い。従って、このようなセラミックグリーンシート３の温度上昇を抑制しつつ、溶剤を確実にかつ速やかに揮発させることができる。そのため、溶剤が揮散している間、すなわちセラミックグリーンシートが未乾燥状態の間は、セラミックグリーンシートの温度上昇は進行せず、それによってシートアタックを効果的に抑制することができる。

好ましくは、上記給気ノズル６から吹き付けられる熱風の温度は５０〜１００℃の範囲であり、より好ましくは６０〜８０℃である。熱風の温度が低すぎると、ペースト及びセラミックグリーンシートの乾燥速度が十分でないことがあり、熱風の温度が高すぎると、逆にシートアタックが進むおそれがある。

また、熱風の風量は、セラミックグリーンシート３の組成及びペースト４の組成及び厚みによっても異なるがセラミックグリーンシートの幅１０ｃｍに対し、３〜１０ｍ³／分程度であることが好ましく、より好ましくは５〜７．５ｍ³／分程度である。さらに、風速は、１５〜３０ｍ／秒が好ましく、より好ましくは２０〜２５ｍ／秒である。風量及び風速が十分でない場合には、乾燥が十分速やかに行われないことがあり、風量及び風速が大きすぎたり速すぎたりした場合には、熱風によりペースト表面が変形したりするおそれがある。

また、隣接する給気ノズル６，６間の間隔は、印刷されたペースト４の間隔及び大きさによっても異なるが、１０〜３０ｃｍ程度とすることが望ましい。この間隔が狭すぎた場合には、給気ノズルの数が増加し、装置のコストが高くつき、間隔が広すぎると乾燥が速やかに行われ難く、かつシートアタックが生じがちとなるおそれがある。

なお、本実施形態の乾燥装置１では、好ましくは、図２に示すように、ガイドロール５ａ〜５ｄは、その端部５ａ１，５ａ２が乾燥炉２の外側に露出していることが望ましい。このように、ガイドロール５ａの両端を乾燥炉２外に露出させることにより、ガイドロール５ａの昇温を抑制することができ、それによってガイドロール５ａに接しているキャリアフィルム３を冷却することができる。例えば、上記熱風の温度が８０℃の場合、乾燥炉２の外部の温度が２０℃である場合、ガイドロールの両端を乾燥炉２外に露出させた場合、ガイドロール温度は６０℃程度とすることができる。

また、上記のようにして、キャリアフィルム３を冷却することにより、セラミックグリーンシート４、ひいては電極ペースト４の第１ペースト面４ａ側を第２のペースト面４ｂ側に比べて冷却することができ、それによってシートアタックをより効果的に抑制することができる。

また、好ましくは、冷却効率を高めるために、上記ガイドロール５ａに、水などの媒体により冷却する冷却装置を付加してもよい。

上記のように、キャリアフィルム３側、すなわちペースト４の第１のペースト面４ａ側を冷却する場合、好ましくは、冷却は、セラミックグリーンシート３とペースト４との界面の温度をセラミックグリーンシート３に含まれているバインダー樹脂のガラス転移温度以下にすることが好ましく、それによってシートアタックをより効果的に抑制することできる。なお、上記バインダー樹脂のガラス転移温度がある温度範囲を有する場合には、上記ガラス転移温度以下とは、該温度範囲の下限値以下であることを意味する。

さらに好ましくは、ペースト４に含まれている溶剤として、速乾性の溶剤を用い、それによって乾燥時間を短縮すれば、シートアタックの発生をより効果的に抑制することができる。このような速乾性の溶剤としては、１−Ｐ−メンテン、Ｐ−メンタン、ミルセン、α−テルピネン、γ−テルピネン、３−オクチルアセテート、Ｐ−サイメン、１−メンチルアセテート、ジヒドロターピニルメチルエーテル、ターピニルメチルエーテル、１，１−ジイソプロピルヘキサン、３，７−ジメチルオクチルアセテート、及びエチルベンゼンなどが挙げられる。

なお、上記実施形態では、ガイドロール５ａ〜５ｄは、同じ高さ位置に配置されているが、複数本のガイドロールを異なる高さ位置に配置してもよく、例えばキャリアフィルム３が図１に示した方向から見た場合に弓なりとなるように複数のガイドロールが配置されていてもよい。複数のガイドロールの位置を調整することにより、複数のガイドロールによるキャリアフィルムを支持する能力を高めたり、搬送中のテンションのばらつきを抑制したりすることができる。また、キャリアフィルムの伸縮による電極ペーストの印刷図形の変形も抑制することができる。

図４は、本発明の第２の実施形態の乾燥装置を説明するための略図的正面図である。第１の実施形態の乾燥装置１では、ペースト４の上方にのみ、給気ノズル６及び排気口７が配置されていたが、第２の実施形態の乾燥装置２１では、ペースト４の下方、すなわちキャリアフィルム２の下方にも、給気ノズル２６及び排気口２７が配置されている。このように、本発明のペースト乾燥装置では、ペースト４の第１のペースト面４ａ側にも、熱風を吹き付けるための給気ノズル２６及び排気口２７を設けてもよい。この場合、給気ノズル２６から供給される熱風の温度を、上方の給気ノズル６から供給される熱風の温度よりも低くすることにより、ペースト４の第１のペースト面４ａに与えられる熱量を、第２のペースト面４ｂに与えられる熱量よりも小さくすることができる。従って、第１の実施形態の場合と同様に、シートアタックを効果的に抑制することができる。より具体的には、給気ノズル６から供給される熱風の温度を５０〜１００℃とすることが好ましく、より好ましくは６０〜８０℃とすることが望ましい旨を説明したが、この場合、下方の給気ノズル２６から供給される熱風の温度は、２０〜４０℃の範囲とすることが好ましく、より好ましくは３０℃程度である。

なお、本実施形態におけるペーストの上面側の温度とは、上方の給気ノズル６から供給される熱風の温度をいい、ペーストの下面側の温度とは、下方の給気ノズル２６から供給される熱風の温度をいうものとする。

また、給気ノズル２６から吹き付けられる熱風の風量は、キャリアフィルムの幅１０ｃｍに対し、３〜１０ｍ³／分（乾燥炉全体のノズルの合計風量）、より好ましくは５〜７．５ｍ³／分程度である。また、風速は１０〜３０ｍ／秒、より好ましくは１５〜２０ｍ／秒とすることが望ましい。第２の給気ノズル２６から吹き付けられる熱風の風量及び風速を上記好ましい範囲とすることにより、ペースト４の乾燥を速やかに行うことができるとともに、第１の実施形態と同様に、セラミックグリーンシート３におけるシートアタックを効果的に抑制するとこができる。

図５は、第３の実施形態に係る乾燥装置の略図的正面図である。

第１の実施形態の乾燥装置１では、ガイドロール３を用いて、キャリアフィルム２の搬送方向を規定するとともに、キャリアフィルム２、ひいては電極ペースト４の第１のペースト面４ａ側を冷却するように構成されていた。

これに対して、第３の実施形態の乾燥装置３１では、ガイドロール５ａ〜５ｄに代えて、平板状の冷却板３２が用いられている。このように、平板状の冷却板３２を用いて、キャリアフィルム２の下面から冷却を施してもよい。冷却板３２が平板状であるため、キャリアフィルム２に十分な面積で接触し、それによってキャリアフィルム２、ひいてはペースト４の第１のペースト面４ａをより効果的に冷却することができる。従って、セラミックグリーンシート３のシートアタックをより効果的に抑制することができる。

また、平板状冷却板３２を用いることにより、セラミックグリーンシート２の搬送方向を安定に保つことも可能である。

なお、第３の実施形態におけるペーストの下面側の温度とは、上記冷却板３２の温度をいうものとする。

次に、具体的な実験例につき説明する。

下記の表１の試料番号１〜１２に示すように、厚みが２．０μｍのセラミックグリーンシート上に、乾燥後の厚みが１．０μｍとなるように電極ペーストを印刷した。使用した電極ペーストは、ニッケル粉末と、溶剤としてＰ−サイメンを用いた。なお、溶剤は前述した溶剤を混合したものでもよい。また、セラミックグリーンシートとしては、チタン酸バリウム系セラミック粉末と、バインダー樹脂としてのＰＶＢ（ポリビニルアルコール、ガラス転移点は７０〜８０℃）とを含むものを用いた。

上記セラミックグリーンシートを、ポリエチレンテレフタレートフィルム２に支持された状態で用意した。そして、第１の実施形態の乾燥装置１または第２の実施形態の乾燥装置２１を用い、熱風を吹き付け、第１，第２の実施形態に従って、かつペースト４の上面側の温度すなわち第２のペースト面４ｂ側の温度、及び下面側の温度すなわち第１のペースト面４ａ側の温度を下記の表１に示すように設定し、ペースト４を乾燥した。

上記のようにして乾燥を行った後、セラミックグリーンシート３におけるシートアタックの有無を観察した。結果を下記の表１に示す。なお、シートアタック評価の◎、○、△及び×の記号の意味はそれぞれ以下の通りである。

◎…シートアタックによるバインダー樹脂の偏析が面積割合で５％未満
○…シートアタックによるバインダー樹脂の偏析が面積割合で５％以上１０％未満
△…シートアタックによるバインダー樹脂の偏析が面積割合で１０％以上２５％未満
×…シートアタックによるバインダー樹脂の偏析が面積割合で２５％以上
また、表１の過乾燥の欄の△は、１００℃を超えるとグリーンシートの粘着力が低下し、グリーンシートをキャリアフィルムから剥離して積層体へ積み重ねるときに、積層体への圧着が困難になることを示し、○は、このような問題が生じなかったことを示す。

また、比較のために、試料番号１０〜１２では、第２の実施形態の乾燥装置２１において、下方の給気ノズル２６から供給される熱風の温度を上方の給気ノズル６から供給される熱風の温度と等しくすることで、ペースト４の第１，第２のペースト面４ａ，４ｂに与える熱量を等しくした。

表１から明らかなように、試料番号１０〜１２では、ペースト４の第１のペースト面４ａ及び第２のペースト面４ｂから与える熱量を等しくした場合、８０℃以上の温度でシートアタックによる不良が見られたのに対し、試料番号１〜９では、下面側温度すなわちペースト４の第１のペースト面４ａ側の温度を低めることにより、ペースト４の上面である第２のペースト面４ｂ側の温度を８０℃以上とした場合であってもシートアタックによる不良を低減し得ることがわかる。従って、乾燥時間を短縮しつつ、シートアタックによる不良を抑制し得ることがわかる。

また、表１の最適な場合である試料番号５と試料番号６において、セラミックグリーンシートの厚みを１．０μｍまたは５．０μｍとした場合のシートアタックの評価を行った。結果を下記の表２に示す。

なお、乾燥方式は第１の実施形態の乾燥装置１で行い、シートアタックの評価は表１と同じである。また、上記乾燥に際してのセラミックグリーンシートの下面の温度及びセラミックグリーンシートとペーストとの界面との温度を放射温度計を用いて測定した。結果を併せて下記の表２に示す。

セラミックグリーンシートの厚みが厚い方がシートアタックは生じ難く、薄い方がシートアタックは生じ易い。表２に示すように、シート厚みが１．０μｍと非常に薄い場合でも、下側温度を５０℃以上とし、上側温度との温度差を３０℃以上にして乾燥させれば、シートアタックを低減し得ることがわかる。なお、シートアタックは乾燥温度の他に乾燥時間にも影響される。従って、できるだけ低温で乾燥すればよいというものではなく、バインダー樹脂のガラス転移温度以下であって、かつできるだけ短い時間で、すなわちガラス転移温度以下の温度の内、高い温度で乾燥することが好ましい。

本発明の第１の実施形態に係るペースト乾燥装置の略図的正面図。 図１に示したペースト乾燥装置の略図的横断面図。 シートアタック現象を説明するための略図的部分切欠正面図。 本発明の第２の実施形態に係るペースト乾燥装置の略図的正面図。 本発明の第３の実施形態に係るペースト乾燥装置の略図的正面図。 従来のペースト乾燥装置の一例を示す概略構成図。

符号の説明

１…ペースト乾燥装置
２…キャリアフィルム
３…セラミックグリーンシート
４…ペースト
４ａ…第１のペースト面
４ｂ…第２のペースト面
５ａ〜５ｄ…冷却装置を兼ねるガイドロール
６…給気ノズル
７…排気口
２１…ペースト乾燥装置
２６…給気ノズル
２７…排気口
３１…ペースト乾燥装置
３２…冷却板

Claims (9)

1. セラミックグリーンシート上にペーストを塗布する工程と、
   前記ペーストを乾燥する工程とを備え、
   前記ペーストの乾燥に際し、前記セラミックグリーンシートに接している側の第１のペースト面を冷却することにより、該第１のペースト面に与えられる熱量よりも大きな熱量を第１のペースト面とは反対側の第２のペースト面に与えて乾燥を行うことを特徴とする、電子部品用ペーストの乾燥方法。
2. 前記ペーストがセラミックペーストまたは電極ペーストである、請求項１に記載の電子部品用ペーストの乾燥方法。
3. 前記冷却に際し、前記セラミックグリーンシートの前記ペーストとの界面の温度が、前記セラミックグリーンシートを構成している樹脂バインダーのガラス転移温度以下となるように冷却が行われる、請求項１に記載の電子部品用ペーストの乾燥方法。
4. 前記セラミックグリーンシートの厚みが５μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品用ペーストの乾燥方法。
5. ペーストの上面側の温度と下面側の温度との温度差を１０℃以上にすることで、第１のペースト面よりも第２のペースト面に大きな熱量を与えることを特徴とする、請求項１に記載の電子部品用ペーストの乾燥方法。
6. 請求項１に記載の電子部品用ペーストの乾燥方法によりペーストが乾燥される工程を備え、
   セラミックグリーンシート上に前記ペーストとして電極ペーストまたは段差解消用セラミックペーストが塗布されており、
   前記ペーストが塗布された複数枚のセラミックグリーンシートを積層する積層工程と、
   前記積層工程により得られた積層体を焼成し、焼結体を得る工程とをさらに備える、積層セラミック電子部品の製造方法。
7. ペーストを乾燥させる装置であって、
   セラミックグリーンシート上に塗布されたペーストを乾燥する乾燥炉と、
   前記乾燥炉内において前記セラミックグリーンシートを支持しており、かつ端部が前記乾燥炉外に露出または冷却手段が設けられている支持部材と、
   前記ペーストのセラミックグリーンシートに接している第１のペースト面とは反対側の第２のペースト面に熱風を供給するノズルとを備えることを特徴とする、ペースト乾燥装置。
8. 前記セラミックグリーンシートのペースト塗布面とは反対側の面から前記ペーストの第１のペースト面を冷却する冷却装置がさらに備えられている、請求項７に記載のペースト乾燥装置。
9. ペーストを乾燥させる装置であって、
   セラミックグリーンシート上に塗布されたペーストを乾燥する乾燥炉と、
   前記ペーストのセラミックグリーンシートに接している第１のペースト面とは反対側の第２のペースト面に熱風を供給する第１のノズルと、
   前記ペーストの第１のペースト面に第１のノズルより低い温度の風を供給する第２のノズルとを備えることを特徴とする、ペースト乾燥装置。
   

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