JP4506755B2 - グリーンシート、グリーンシートの製造方法、および電子部品の製造方法 - Google Patents

グリーンシート、グリーンシートの製造方法、および電子部品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、シートの切断性(切断可能な強度)に優れており、シートの通気性が良く、ハンドリング性に優れ、特に、高い接着性(剥離強度)を有するグリーンシート、およびその製造方法、ならびに、このグリーンシートを用いる電子部品の製造方法に関する。
CR内蔵型基板、積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品を製造するには、通常、まずセラミック粉末、バインダ(アクリル系樹脂、ブチラール系樹脂など)、可塑剤および有機溶剤(トルエン、MEK)からなるセラミック塗料を準備する。次に、このセラミック塗料を、ドクターブレード法などを用いてPET製フィルム上に塗布し、加熱乾燥させた後、PET製フィルムを剥離してセラミックグリーンシートを得る。次に、このセラミックグリーンシート上に内部電極を印刷して乾燥させ、これらを積層したものをチップ状に切断してグリーンチップとし、これらのグリーンチップを焼成後、端子電極を形成し、積層セラミックコンデンサなどの電子部品を製造する。
積層セラミックコンデンサを製造する場合には、コンデンサとして必要とされる所望の静電容量に基づき、内部電極が形成されるシートの層間厚みは、約1μm〜100μm程度の範囲とされる。また、積層セラミックコンデンサでは、コンデンサチップの積層方向における外側部分には、内部電極が形成されない部分が形成される。
この内部電極が形成されない部分に対応する外側の誘電体層の厚みは、内部構造を保護するために数十μm〜数百μm程度と比較的厚くする必要がある。そのため、この部分は、内部電極が印刷されていない比較的厚いセラミックグリーンシートを、複数枚積層することにより成形される。したがって、この外側部分を、薄層のグリーンシートを用いて、成形しようとすると、積層数が多くなり、製造工数が増大し、製造コストの増大につながる。
ところで、1チップのコンデンサ内の誘電体層の数が多いほど、高容量となる一方、チップの大きさは限定されているため、誘電体層を薄くする必要がある。誘電体層は、粒径がサブミクロンオーダーの誘電体粒子を樹脂(バインダ)でくるんでシート状に成形し、これを積層し焼成して得られるものであり、薄いグリーンシートを作製することが誘電体層の薄層化につながる。
このように、積層チップコンデンサに用いられるセラミック部は、容量を得るための誘電体層(内層)の他に、チップの外側を保護する蓋部(外層)を有する。内層が前述の通り薄層であることを求められるのに対して、外層は内部構造を保護するためにある程度の厚さが必要となる。
したがって、内層および外層には、それぞれ異なる性能、たとえば、内層には緻密性や平滑性等が、外層には通気性や切断性等が、それぞれ求められる傾向にある。その一方で、製造上の理由および信頼性の観点から、内層、外層共に、高い接着性などのハンドリング性能を向上させることが要求されている。
そこで、たとえば、下記の特許文献1では、外層用グリーンシートに、粘着付与剤を添加して外層用グリーンシートの接着性を上げている。しかしながら、特許文献1の方法では、粘着付与剤の添加により、外層用グリーンシートのバインダ樹脂組成が、内層用グリーンシートの組成と異なることになる。このことは、グリーンチップの加熱による脱バインダ工程で、内層および外層とで異なるタイミングで脱バインダ反応が起こることになり、チップの強度が損なわれ、クラック等の破損につながるおそれがある。
特開2000−133547号公報
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、シートの切断性(切断可能な強度)に優れており、シートの通気性が良く、ハンドリング性に優れ、特に、高い接着性(剥離強度)を有するグリーンシート、およびその製造方法、ならびに、このグリーンシートを用いる電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るグリーンシートの製造方法は、
セラミック粉体とバインダ樹脂とを含有する圧縮前グリーンシートを準備する工程と、
前記圧縮前グリーンシートを圧縮し、圧縮後グリーンシートを得る工程とを有するグリーンシートの製造方法であって、
前記圧縮前グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)と前記圧縮後グリーンシートの圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg)を、Δρg=ρg2−ρg1と表し、
その差(Δρg)の前記圧縮前シート密度(ρg1)に対する比であるシート縮率(Δρg/ρg1)を、1%以上とすることを特徴とする。
本発明においては、シート縮率(Δρg/ρg1)が、1%以上、好ましくは1.2%以上となるように、前記圧縮前グリーンシートを圧縮することにより、圧縮後のグリーンシートの諸特性、特に接着性(剥離強度)を向上させることができる。このようにグリーンシートの接着性を向上させることにより、たとえば、焼成前のグリーンチップや、焼成後の積層体の物理強度、特にクラックの減少を図ることが可能となる。上記シート縮率(Δρg/ρg1)は、大きいほうが、本発明の作用効果が高まる傾向にあるため、より好ましいが、圧縮による方法では、通常35%程度が上限である。
好ましくは、前記圧縮前グリーンシートを圧縮する工程における圧縮力は、1〜200MPa、より好ましくは2〜200MPaとする。圧縮力が、小さすぎると上記シート縮率(Δρg/ρg1)が低くなりすぎてしまい、本発明の効果が得られなくなる傾向にある。逆に、圧縮力が、大きすぎると、グリーンシートが破壊してしまう傾向にある。
前記圧縮工程における圧縮時間を、好ましくは5秒〜60分、圧縮温度を、好ましくは50〜100°Cとする。圧縮時間が、短すぎると、上記シート縮率(Δρg/ρg1)が低くなりすぎてしまい、本発明の効果が得られなくなる傾向にある。逆に、圧縮時間が、長すぎると、生産効率が低下したり、グリーンシートが破壊してしまう傾向にある。また、圧縮温度が低すぎると、上記シート縮率(Δρg/ρg1)が低くなりすぎてしまい、本発明の効果が得られなくなる傾向にある。逆に、圧縮温度が高すぎると、グリーンシート中のバインダが加熱により軟化してしまい、シート形状を保つのが困難となる傾向にある。
好ましくは、前記圧縮前グリーンシートの厚みを1〜30μm、より好ましくは2〜25μmとする。圧縮前グリーンシートの厚みが薄すぎると、圧縮によるシート縮率(Δρg/ρg1)の向上が困難となる傾向にあり、厚すぎると、シートの成形が困難となり、良好なシート特性が得られなくなる傾向にある。
好ましくは、前記セラミック粉体として、平均粒径(D50径)が、0.1〜1.0μm、より好ましくは0.2〜0.8μmであるセラミック粉体を使用する。本発明において、平均粒径(D50径)は、セラミック粉体の全体積の50%における平均粒径を意味し、たとえばJISR1629などで定義される。なお、前記セラミック粉体の平均粒径(D50径)は、前記グリーンシート中に実際に含有される状態における平均粒径を意味しており、たとえば、原料粒子を粉砕する場合においては、その粉砕後の平均粒径を上記範囲内とする。
前記セラミック粉体の平均粒径(D50径)が、小さすぎると、圧縮によるシート縮率(Δρg/ρg1)の向上が困難となる傾向にあり、大きすぎると、シートの表面状態が悪化する傾向にある。
好ましくは、前記圧縮前グリーンシート中の前記バインダ樹脂の含有量を、前記セラミック粉体100質量部に対して、4〜6.5質量部、より好ましくは4〜6質量部とする。前記圧縮前グリーンシート中のバインダ樹脂の添加量が少なすぎると、シート成形加工上、充分な接着強度がとれなくなる傾向にあり、多すぎると、シートの強度が高すぎる傾向にある。
好ましくは、前記セラミック粉体と、前記バインダ樹脂と、溶剤とを含有するグリーンシート用塗料を準備する工程と、
前記グリーンシート用塗料を用いて前記圧縮前グリーンシートを成形する工程とを、さらに有し、
前記バインダ樹脂が、ブチラール系樹脂を主成分とする樹脂であり、
前記溶剤が、前記バインダ樹脂を良好に溶解させる良溶媒と、前記良溶媒に比較して前記バインダ樹脂に対する溶解性の低い貧溶媒とを含み、
かつ、前記貧溶媒が、溶剤全体に対して、20〜60質量%の範囲内で含有されている。
本発明において、貧溶媒とは、バインダ樹脂を全く溶解させない溶媒、あるいは多少溶解させるがほとんど溶解させない溶媒、あるいは溶解させないが膨潤させる溶媒として定義される。これに対して、良溶媒とは、貧溶媒以外の溶媒であり、バインダ樹脂を良好に溶解させる溶媒である。
本発明において、前記溶剤として、良溶媒の他に上記所定量の貧溶媒を含有させることにより、シートの切断性や、シートの通気性を向上させることができ、ハンドリング性のさらなる向上を図ることができ、特に接着強度を向上させることができる。
さらに、本発明においては、前記溶剤として、上記所定量の貧溶媒を含有させることにより、前記圧縮前グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)を、低密度化することができる。このように低密度化された圧縮前グリーンシートを、圧縮し、圧縮後グリーンシートとすることにより、圧縮前後のシート密度の差(Δρg)を大きくすることができ、シート縮率(Δρg/ρg1)の向上を図ることができる。なお、本発明において、グリーンシートの低密度化とは、たとえば、同じ密度のセラミック粉体を使用した場合における、成形後のグリーンシートのシート密度が低くなるようにすることを意味する。グリーンシートの低密度化の程度としては、特に限定されないが、たとえば、前記セラミック粉体の密度(ρ0)に対する前記圧縮前グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)の比(ρg1/ρ0)を、0.5〜0.65程度とする。
前記貧溶媒は、前記良溶媒よりも高沸点な溶媒を含むことが好ましく、特に、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット、酢酸ベンジル、ソルベントナフサ、工業用ガソリン、ケロシン、シクロヘキサノン、ヘプタノン、エチルベンゼンのうちの少なくとも1つを含有することが好ましい。
なお、貧溶媒としてミネラルスピリット(MSP)が含まれる場合には、ミネラルスピリット単独で、溶剤全体に対して、7%より多く15%未満の範囲内で含まれることが好ましい。MSPの添加量が少なすぎると、通気性が悪化する傾向にあり、添加量が多すぎると、シートの表面平滑性が低下してしまう傾向にある。
前記良溶媒は、好ましくはアルコールであり、たとえば、このようなアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等が例示される。
本発明において、貧溶媒は、溶剤全体に対して、好ましくは20〜60質量%、より好ましくは20〜50質量%、さらに好ましくは30〜50質量%の範囲内で含まれる。この貧溶媒の質量%が低すぎると、溶剤中に貧溶媒を添加した効果が低くなる傾向にあり、高すぎると、グリーンシート用塗料の濾過特性が悪化する傾向にある。
好ましくは、前記ブチラール系樹脂がポリビニルブチラール樹脂であって、
前記ポリビニルブチラール樹脂の重合度が1000以上1700以下であり、樹脂のブチラール化度が64%より大きく78%より小さく、残留アセチル基量が6%未満である。
ポリビニルブチラール樹脂の重合度が小さすぎると、十分な機械的強度が得られにくい傾向にあり、重合度が大きすぎると、シート化した場合における表面粗さが劣化する傾向にある。また、ポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度が低すぎると、塗料への溶解性が劣化する傾向にあり、高すぎると、シート表面粗さが劣化する傾向にある。さらに、残留アセチル基量が多すぎると、シート表面粗さが劣化する傾向にある。
本発明に係るグリーンシートは、上記いずれかの方法により製造される。
本発明に係る電子部品の製造方法は、
内部電極層と、グリーンシートとを積層し、グリーンチップを得る工程と、
前記グリーンチップを焼成する工程とを有し、
前記グリーンシートのうち少なくとも一部として、上記本発明のグリーンシートを用いる。
本発明の電子部品の製造方法においては、グリーンシートのうち少なくとも一部として、上述した本発明のグリーンシートを使用するため、焼成前のグリーンチップの接着強度や、焼成後の積層体のクラックの減少や、ハンドリング性の向上を図ることが可能となる。
本発明に係る電子部品の製造方法においては、前記グリーンシートのうち、外側誘電体層を構成することとなる外側グリーンシートの少なくとも一部として、本発明のグリーンシートを用いることが好ましい。特に、外側グリーンシートとして、本発明のグリーンシートを使用することにより、焼成後の外側誘電体層(蓋部)の緻密性を向上させることができ、焼成前のグリーンチップや、焼成後の積層体のクラックの減少や、ハンドリング特性を向上させることができる。
あるいは、本発明に係る電子部品の製造方法は、
内部電極層と、グリーンシートとを積層し、グリーンチップを得る工程と、
前記グリーンチップを焼成する工程とを有し、
圧縮前の前記グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)と圧縮後の前記グリーンシートの圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg)を、Δρg=ρg2−ρg1と表し、
その差(Δρg)の前記圧縮前シート密度(ρg1)に対する比であるシート縮率(Δρg/ρg1)が、1%以上となるように、前記グリーンシートに圧縮力を加えることを特徴とする。
本発明の電子部品の製造方法においては、前記グリーンシートは、焼成前のグリーンチップに含有されている状態において、上記所定範囲のシート縮率(Δρg/ρg1)となるように圧縮されていれば良い。したがって、たとえば、前記グリーンシートの積層時に、シートを1枚ずつ圧縮することも可能であるし、また、積層後の内側積層体および外側積層体、あるいは焼成前のグリーンチップの状態で、複数枚のシートを一度に圧縮することも可能である。
本発明に係る電子部品の製造方法においては、前記グリーンシートのうち、外側誘電体層を構成することとなる外側グリーンシートのシート縮率(Δρg/ρg1)が、1%以上となるように、前記外側グリーンシートに圧縮力を加えることが好ましい。特に、シート縮率(Δρg/ρg1)が、1%以上となるように、外側グリーンシートに圧縮力を加えることにより、焼成後の外側誘電体層(蓋部)の緻密性を向上させることができ、焼成前のグリーンチップや、焼成後の積層体のクラックの減少や、ハンドリング特性を向上させることができる。
本発明により製造される電子部品としては、特に限定されないが、積層セラミックコンデンサ、圧電素子、チップインダクタ、その他の表面実装(SMD)チップ型電子部品が例示される。
本発明によると、前記シート縮率(Δρg/ρg1)を、所定範囲となるように制御することにより、シートの切断性(切断可能な強度)に優れており、シートの通気性が良く、ハンドリング性に優れ、特に、高い接着性(剥離強度)を有するグリーンシートを提供することができる。さらに、本発明によると、このようなグリーンシートを用いる電子部品の製造方法を提供することができる。
図1は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図である。 図2は図1に示すコンデンサの製造過程に用いるグリーンシートの要部断面図である。 図3は図1に示すコンデンサの製造過程に用いるグリーンシート積層体の要部断面図である。 図4はシート縮率(Δρg/ρg1)と剥離強度との関係を示すグラフである。
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
まず、本発明に係るグリーンシートを用いて製造される電子部品の一実施形態として、積層セラミックコンデンサの全体構成について説明する。
図1に示すように、この積層セラミックコンデンサ1は、内側誘電体層2と内部電極層3とが交互に積層された構成のコンデンサ素子本体10を有する。このコンデンサ素子本体10の両側端部には、素子本体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の端子電極4が形成してある。コンデンサ素子本体10の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよいが、通常、縦(0.6〜5.6mm、好ましくは0.6〜3.2mm)×横(0.3〜5.0mm、好ましくは0.3〜1.6mm)×厚み(0.1〜1.9mm、好ましくは0.3〜1.6mm)程度である。
内部電極層3は、各側端面がコンデンサ素子本体10の対向する2端部の表面に交互に露出するように積層してある。一対の端子電極4は、コンデンサ素子本体10の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。
コンデンサ素子本体10において、内部電極層3および内側誘電体層2の積層方向の両外側端部には、外側誘電体層20が配置してあり、素子本体10の内部を保護している。
誘電体層2および20
内側誘電体層2および外側誘電体層20の組成は、本発明では特に限定されないが、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよび/またはチタン酸バリウムなどの誘電体材料を含有する誘電体磁器組成物で構成される。
なお、図1に示す内側誘電体層2の積層数や厚み等の諸条件は、目的や用途に応じ適宜決定すればよいが、本実施形態では、内側誘電体層2の厚みは、1μm〜50μm程度であり、好ましくは5μm以下、より好ましくは3μm以下に薄層化されている。また、外側誘電体層20の厚みは、たとえば100μm〜数百μm程度である。
内部電極層3
内部電極層3に含有される導電材は特に限定されないが、内側誘電体層2の構成材料が耐還元性を有するため、卑金属を用いることができる。導電材として用いる卑金属としては、Ni、Cu、Ni合金またはCu合金が好ましい。内部電極層3の主成分をNiにした場合には、誘電体が還元されないように、低酸素分圧(還元雰囲気)で焼成するという方法がとられている。一方誘電体は還元されないようにその組成比をストイキオ組成からずらす等の手法がとられている。
内部電極層3の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよいが、通常、0.5〜5μm程度である。
端子電極4
端子電極4に含有される導電材は特に限定されないが、通常、CuやCu合金あるいはNiやNi合金等を用いる。なお、AgやAg−Pd合金等も使用可能である。なお、本実施形態では、安価なNi,Cuや、これらの合金を用いることができる。
端子電極の厚さは用途等に応じて適宜決定されればよいが、通常、10〜50μm程度であることが好ましい。
積層セラミックコンデンサの製造方法
次に、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法においては、まず、焼成後に図1に示す内側誘電体層2および内部電極層3を構成することになる内側積層体100を製造する。次いで、内側積層体100の積層方向の外側両端部に、図1に示す外側誘電体層20を構成することになる外側積層体200を積層し、図3に示すグリーンシート積層体300とし、この積層体を所定のサイズに切断し、グリーンチップとした後、脱バインダ処理および焼成を行う。
グリーンシート用塗料の作製
まず、内側誘電体層2および外側誘電体層20を形成することになる各グリーンシート(内側グリーンシートおよび外側グリーンシート)を製造するためのグリーンシート用塗料を作製する。
グリーンシート用塗料は、誘電体原料(セラミック粉体)と有機ビヒクルとを混練して得られる有機溶剤系塗料で構成される。
誘電体原料としては、複合酸化物や酸化物となる各種化合物、たとえば炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物などから適宜選択され、混合して用いることができる。
グリーンシート用塗料の誘電体原料(セラミック粉体)としては、好ましくは、平均粒径(D50径)が0.1〜1.0μm、より好ましくは0.2〜0.8μm程度である。本実施形態において、平均粒径(D50径)は、セラミック粉体の全体積の50%における平均粒径を意味し、たとえばJISR1629などで定義される。セラミック粉体の平均粒径(D50径)が、小さすぎると、圧縮によるシート縮率(Δρg/ρg1)の向上が困難となる傾向にあり、大きすぎると、シートの表面状態が悪化する傾向にある。
有機ビヒクルとは、バインダ樹脂を有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いられるバインダ樹脂としては、本実施形態では、ポリビニルブチラール樹脂が用いられる。ポリビニルブチラール樹脂の重合度は、1000以上1700以下であり、好ましくは1400〜1700である。また、樹脂のブチラール化度が64%より大きく78%より小さく、好ましくは64%より大きく70%以下であり、その残留アセチル基量が6%未満、好ましくは3%以下である。
ポリビニルブチラール樹脂の重合度は、たとえば原料であるポリビニルアセタール樹脂の重合度で測定することができる。また、ブチラール化度は、たとえばJISK6728に準拠して測定することができる。さらに、残留アセチル基量は、JISK6728に準拠して測定することができる。
ポリビニルブチラール樹脂の重合度が小さすぎると、たとえば、グリーンシートを5μm以下、好ましくは3μm以下程度に薄層化した場合に、十分な機械的強度が得られにくい傾向にある。また、重合度が大きすぎると、シート化した場合における表面粗さが劣化する傾向にある。また、ポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度が低すぎると、塗料への溶解性が劣化する傾向にあり、高すぎると、シート表面粗さが劣化する傾向にある。さらに、残留アセチル基量が多すぎると、シート表面粗さが劣化する傾向にある。
グリーンシート用塗料の有機ビヒクルに用いられる有機溶剤は、好ましくは、バインダ樹脂を良好に溶解させる良溶媒と、良溶媒に比較してバインダ樹脂に対する溶解性の低い貧溶媒とを含み、貧溶媒は、溶剤全体に対して、20〜60質量%の範囲内で含まれる。しかも、貧溶媒は、良溶媒よりも高沸点な溶媒を含む。
良溶媒は、たとえばアルコールであり、貧溶媒は、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット、酢酸ベンジル、ソルベントナフサ、工業用ガソリン、ケロシン、ヘプタノン、エチルベンゼン、のうちの少なくとも1つを含む。良溶媒としてのアルコールとしては、たとえばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどが例示される。
なお、貧溶媒としてミネラルスピリット(MSP)が含まれる場合には、ミネラルスピリット単独で、溶剤全体に対して、7%より多く15%未満の範囲内で含まれることが好ましい。MSPの添加量が少なすぎると、通気性が悪化する傾向にあり、添加量が多すぎると、シートの表面平滑性が低下し、厚膜化が困難になる傾向にある。
貧溶媒は、溶剤全体に対して、好ましくは20〜60質量%、より好ましくは20〜50質量%、さらに好ましくは30〜50質量%の範囲内で含まれる。この貧溶媒の質量%が低すぎると、通気性が悪化する傾向にあり、高くなると、濾過特性が悪化し、シート成型上、適切な塗料が得られなくなる傾向にある。
本実施形態においては、グリーンシート用塗料に含まれる貧溶媒の含有量を、20〜60質量%とすることにより、圧縮前グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)を低密度化することができる。そして、このように低密度化された圧縮前グリーンシートを、圧縮し、圧縮後グリーンシートとすることにより、圧縮前後のシート密度の差(Δρg)および後に詳述するシート縮率(Δρg/ρg1)を向上させることができ、本発明の作用効果を、より一層高めることができる。
本実施形態では、グリーンシート用塗料中には、バインダ樹脂と共に、粘着付与剤として、キシレン系樹脂を添加してもよい。キシレン系樹脂は、セラミック粉体100質量部に対して、1.0質量%以下、さらに好ましくは0.1以上1.0質量%以下、特に好ましくは0.1より大きく1.0質量%以下の範囲で添加する。キシレン系樹脂の添加量が少なすぎると、接着性が低下する傾向にある。また、その添加量が多すぎると、接着性は向上するが、シートの表面粗さが粗くなり、多数の積層が困難になると共に、シートの引張強度が低下し、シートのハンドリング性が低下する傾向にある。
グリーンシート用塗料中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤、帯電除剤、誘電体、ガラスフリット、絶縁体などから選択される添加物が含有されても良い。
本実施形態では、分散剤としては、特に限定されないが、好ましくはポリエチレングリコール系のノニオン性分散剤が用いられ、その親水性・親油性バランス(HLB)値が5〜6である。分散剤は、セラミック粉体100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上1.5質量部以下、さらに好ましくは0.5質量部以上1.0質量部以下添加されている。
HLBが上記の範囲を外れると、塗料粘度が増大すると共にシート表面粗さが増大する傾向にある。また、ポリエチレングリコール系のノニオン性分散剤ではない分散剤では、塗料粘度が増大すると共に、シート表面粗さが増大したり、シート伸度が低下することから好ましくない。分散剤の添加量が少なすぎると、シート表面粗さが増大する傾向にあり、多すぎると、シート引張強度およびスタック性が低下する傾向にある。
本実施形態では、可塑剤としては、好ましくはフタル酸ジオクチルが用いられ、バインダ樹脂100質量部に対して、好ましくは40質量部以上70質量部以下、さらに好ましくは40〜60質量部で含有してある。他の可塑剤に比較して、フタル酸ジオクチルは、シート強度およびシート伸びの双方の点で好ましく、支持体からの剥離強度が小さく剥がれやすいので特に好ましい。なお、この可塑剤の含有量が少なすぎると、シート延びが小さく、可撓性が小さくなる傾向にある。また、含有量が多すぎると、シートから可塑剤がブリードアウトして、シートに対する可塑剤の偏析が発生しやすく、シートの分散性が低下する傾向にある。
また、本実施形態では、グリーンシート用塗料には、誘電体粉体100質量部に対して、水を1質量部以上6質量部以下、好ましくは1〜3質量部で含有してある。水の含有量が少なすぎると、吸湿による塗料特性の経時変化が大きくなると共に、塗料粘度が増大する傾向にあり、塗料の濾過特性が劣化する傾向にある。また、水の含有量が多すぎると、塗料の分離や沈降が生じ、分散性が悪くなり、シートの表面粗さが劣化する傾向にある。
さらに、本実施形態では、誘電体粉体100質量部に対して、炭化水素系溶剤、工業用ガソリン、ケロシン、ソルベントナフサの内の少なくとも何れか1つを、好ましくは3質量部以上15質量部以下、さらに好ましくは5〜10質量部で添加してある。これらの添加物を添加することで、シート強度およびシート表面粗さを向上させることができる。これらの添加物の添加量が少なすぎると、添加の効果が少なく、添加量が多すぎると、逆に、シート強度およびシート表面粗さを劣化させる傾向にある。
バインダ樹脂は、セラミック粉体100質量部に対して、好ましくは4〜6.5質量部、より好ましくは4〜6質量部で含まれる。このバインダ樹脂の添加量が少なすぎると、シート成型・加工上、十分な強度や接着性が取れなくなるという傾向にあり、多すぎると、シートの強度が高くなりすぎる傾向にある。
また、セラミック粉体とバインダ樹脂と可塑剤との合計の体積を100体積%とした場合に、誘電体粉体が占める体積割合は、好ましくは62.42%以上72.69%以下、さらに好ましくは63.93%以上72.69%以下である。この体積割合が小さすぎると、バインダの偏析が発生し易くなり分散性が悪くなる傾向にあり、表面粗さが劣化する傾向にある。また、体積割合が大きすぎると、シート強度が低下すると共に、積層時の接着性が悪化する傾向にある。
さらに本実施形態では、グリーンシート用塗料には、好ましくは帯電除剤が含まれ、その帯電助剤が、イミダゾリン系帯電除剤であることが好ましい。帯電除剤がイミダゾリン系帯電除剤以外の場合には、帯電除去効果が小さいと共に、シート強度、シート伸度あるいは接着性が劣化する傾向にある。
帯電助剤は、セラミック粉体100質量部に対して0.1質量部以上0.75質量部以下、さらに好ましくは、0.25〜0.5質量部で含まれる。帯電除剤の添加量が少なすぎると、帯電除去の効果が小さくなり、多すぎると、シートの表面粗さが劣化すると共に、シート強度が劣化する傾向にある。帯電除去の効果が小さいと、セラミックグリーンシートから支持体としてのキャリアシートを剥がす際などに静電気が発生しやすく、グリーンシートにしわが発生する等の不都合が発生しやすい。
グリーンシート用塗料を調整するには、まず、ボールミルなどでセラミック粉体をスラリー中に分散させる(顔料分散工程)。この顔料分散工程は、同時にセラミック粉体(顔料)の破砕工程でもあり、その進行度は、セラミック粉体の平均粒径の変化でも知ることができる。
次に、このセラミック粉体を含むスラリーに、分散剤およびその他の添加物を添加し分散させ、分散塗料を得る(分散剤添加および分散工程)。最後に、この分散塗料に、バインダ樹脂を添加して混練する(樹脂混練工程)ことにより、本実施形態のグリーンシート用塗料は製造される。
次いで、上記にて得られたグリーンシート用塗料を使用し、図3に示す内側積層体100および外側積層体200を製造する。
内側積層体100の製造
図3に示すように内側積層体100は、圧縮後内側グリーンシート2bおよび内部電極層3を交互に積層させることにより製造されるグリーン状態の積層体である。
本実施形態において、内側積層体100を構成する圧縮後内側グリーンシート2bは、圧縮前内側グリーンシート2aを圧縮することにより製造されるグリーンシートである。
以下、内側積層体100の製造方法について説明する。
まず、上記にて得られたグリーンシート用塗料を用いて、ドクターブレード法などにより、図2に示すように、支持体としてのキャリアシート30上に、好ましくは0.5〜30μm、より好ましくは0.5〜10μm程度の厚みで、内側グリーンシート2aを形成する。内側グリーンシート2aは、キャリアシート30に形成された後に乾燥される。
内側グリーンシートの乾燥温度は、好ましくは50〜100°Cであり、乾燥時間は、好ましくは1〜20分である。乾燥後の内側グリーンシートの厚みは、乾燥前に比較して、5〜25%の厚みに収縮する。乾燥後の圧縮前内側グリーンシート2aの厚みは、3μm以下が好ましい。
次に、圧縮前内側グリーンシート2aの一方の表面には、図1に示す内部電極層3が形成される。内部電極層3の形成方法としては、特に限定されないが、印刷法、薄膜法、転写法などが例示される。
その後、図3に示すように、内部電極層3が形成された圧縮前内側グリーンシート2aを交互に積層し、内側積層体100を形成する。
本実施形態においては、圧縮前内側グリーンシート2aを積層する際に、グリーンシートを所定の圧縮力により圧縮し、圧縮後内側グリーンシート2bとする。すなわち、図3に示すように内側積層体100は、内部電極層3と圧縮後内側グリーンシート2bとが交互に積層された積層体とする。なお、本実施形態においては、圧縮前内側グリーンシート2aの圧縮前シート密度(ρg1)と、圧縮後内側グリーンシート2bの圧縮後シート密度(ρg2)とを以下の関係となるようにすることが好ましい。
すなわち、本実施形態においては、圧縮前シート密度(ρg1)と圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg:Δρg=ρg2−ρg1)を、圧縮前シート密度(ρg1)で除すことにより求められるシート縮率(Δρg/ρg1)を1%以上、好ましくは1.2%以上、より好ましくは1.3%以上となるようにする。シート縮率(Δρg/ρg1)を上記範囲とすることにより、圧縮後内側グリーンシート2bのハンドリング性能、特に接着性(剥離強度)を向上させることができる。そのため、内側グリーンシート2bと内部電極層3とからなる内側積層体100、およびグリーンシート積層体300のハンドリング性等を向上させることが可能となる。
グリーンシートを圧縮する際の圧縮力は、好ましくは1〜200Pa、より好ましくは2〜200Paとする。圧縮力が、小さすぎると上記シート縮率(Δρg/ρg1)が低くなりすぎてしまい、本発明の効果が得られなくなる傾向にある。逆に、圧縮力が大きすぎると、グリーンシートが破壊してしまう傾向にある。
その他の圧縮条件としては、圧縮時間を、好ましくは5秒〜120分、より好ましくは5秒〜60分、圧縮温度を、好ましくは50〜100°C、より好ましくは60〜100°Cとする。圧縮時間が、短すぎると、上記シート縮率(Δρg/ρg1)が低くなりすぎてしまい、本発明の効果が得られなくなる傾向にある。逆に、圧縮時間が、長すぎると、生産効率が低下してしまう傾向にある。圧縮温度が、低すぎると、上記シート縮率(Δρg/ρg1)が低くなりすぎてしまい、本発明の効果が得られなくなる傾向にある。逆に、圧縮温度が高すぎると、グリーンシート中のバインダが加熱により軟化してしまい、シート形状を保つのが困難となる傾向にある。
本実施形態においては、圧縮前シート密度(ρg1)および圧縮後シート密度(ρg2)については、シート縮率(Δρg/ρg1)が上記所定範囲内となるようにすれば良く、特に限定されないが、圧縮前シート密度(ρg1)は、低密度とすることが好ましい。圧縮前シート密度(ρg1)を低密度化することにより、圧縮前後のシート密度の差(Δρg)を大きくすることができ、シート縮率(Δρg/ρg1)の向上を図ることができる。なお、本実施形態において、グリーンシートの低密度化とは、たとえば、同じ密度のセラミック粉体を使用した場合における、成形後のグリーンシートのシート密度が低くなるようにすることを意味する。グリーンシートの低密度化の程度としては、特に限定されないが、たとえば、前記セラミック粉体の密度(ρ0)に対する前記圧縮前グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)の比(ρg1/ρ0)を、0.5〜0.65程度とする。
外側積層体200の製造
次いで、図3に示す外側積層体200を製造する。
図3に示すように外側積層体200は、複数枚の圧縮後外側グリーンシート20bからなるグリーン状態の積層体である。
本実施形態において、外側積層体200を構成する複数枚の圧縮後外側グリーンシート20bは、圧縮前外側グリーンシート20aを圧縮することにより製造されるグリーンシートである。
以下、外側積層体200の製造方法について説明する。
まず、上記にて得られたグリーンシート用塗料を用いて、ドクターブレード法などにより、図2に示すように、支持体としてのキャリアシート30上に、好ましくは1〜30μm、より好ましくは2〜25μm程度の厚みで、圧縮前外側グリーンシート20aを形成する。外側グリーンシート20aは、キャリアシート30に形成された後に乾燥した後に、剥離される。キャリアシート30は、たとえばPETフィルムなどで構成される。
外側グリーンシート20aの乾燥温度は、好ましくは50〜100°Cであり、乾燥時間は、好ましくは1〜20分である。乾燥後の外側グリーンシートの厚みは、乾燥前に比較して、5〜25%の厚みに収縮する。乾燥後の圧縮前外側グリーンシート20aの厚みは、10μm以上が好ましい。
次いで、得られた圧縮前外側グリーンシート20aを積層し、図3に示す外側積層体200を製造する。
本実施形態においては、圧縮前外側グリーンシート20aを積層する際に、グリーンシートを所定の圧縮力により圧縮し、圧縮後外側グリーンシート20bとする。すなわち、図3に示すように外側積層体200は、複数枚の圧縮後外側グリーンシート20bから形成される積層体とする。なお、本実施形態においては、圧縮前外側グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)と、圧縮後外側グリーンシートの圧縮後シート密度(ρg2)とを以下の関係となるようにする。
すなわち、本実施形態においては、圧縮前シート密度(ρg1)と圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg:Δρg=ρg2−ρg1)を、圧縮前シート密度(ρg1)で除すことにより求められるシート縮率(Δρg/ρg1)を1%以上、好ましくは1.2%以上、より好ましくは1.3%以上となるようにする。シート縮率(Δρg/ρg1)を上記範囲とすることにより、圧縮後外側グリーンシート20bのハンドリング性能、特に接着性(剥離強度)を向上させることができる。そのため、外側グリーンシート20bからなる外側積層体200、およびグリーンシート積層体300のハンドリング性等を向上させることが可能となる。特に、外側誘電体層20は、比較的厚い膜厚を有する外側グリーンシートを使用して製造されるため、高い接着性(剥離強度)等の優れたハンドリング性能が求められるため、有効である。
なお、外側グリーンシートを圧縮する際の圧縮力、圧縮時間および圧縮温度は、内側グリーンシートと同じ条件とすれば良い。
また、圧縮前外側グリーンシート20aの圧縮前シート密度(ρg1)は、内側グリーンシートと同様に、低密度とすることが好ましい。
次いで、図3に示すように、上記にて製造した内側積層体100の積層方向の外側両端部に、上記にて製造した外側積層体200を積層し、グリーンシート積層体300を得る。
次いで、このようにして得られたグリーンシート積層体300を、所定の積層体サイズに切断し、グリーンチップとした後、脱バインダ処理および焼成を行う。そして、誘電体層2および20を再酸化させるため、熱処理を行う。
脱バインダ処理は、通常の条件で行えばよいが、内部電極層の導電体材料にNiやNi合金等の卑金属を用いる場合、特に下記の条件で行うことが好ましい。
昇温速度:5〜300°C/時間、特に10〜50°C/時間、
保持温度:200〜400°C、特に250〜350°C、
保持時間:0.5〜20時間、特に1〜10時間、
雰囲気 :加湿したNとHとの混合ガス。
焼成条件は、下記の条件が好ましい。
昇温速度:50〜500°C/時間、特に200〜300°C/時間、
保持温度:1100〜1300°C、特に1150〜1250°C、
保持時間:0.5〜8時間、特に1〜3時間、
冷却速度:50〜500°C/時間、特に200〜300°C/時間、
雰囲気ガス:加湿したNとHとの混合ガス等。
ただし、焼成時の空気雰囲気中の酸素分圧は、10−2Pa以下、特に10−2〜10−8 Paにて行うことが好ましい。前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にあり、また、酸素分圧があまり低すぎると、内部電極層の電極材料が異常焼結を起こし、途切れてしまう傾向にある。
このような焼成を行った後の熱処理は、保持温度または最高温度を、好ましくは1000°C以上、さらに好ましくは1000〜1100°Cとして行うことが好ましい。熱処理時の保持温度または最高温度が、前記範囲未満では誘電体材料の酸化が不十分なために絶縁抵抗寿命が短くなる傾向にあり、前記範囲を超えると内部電極のNiが酸化し、容量が低下するだけでなく、誘電体素地と反応してしまい、寿命も短くなる傾向にある。熱処理の際の酸素分圧は、焼成時の還元雰囲気よりも高い酸素分圧であり、好ましくは10−3Pa〜1Pa、より好ましくは10−2Pa〜1Paである。前記範囲未満では、誘電体層2の再酸化が困難であり、前記範囲をこえると内部電極層3が酸化する傾向にある。そして、そのほかの熱処理条件は下記の条件が好ましい。
保持時間:0〜6時間、特に2〜5時間、
冷却速度:50〜500°C/時間、特に100〜300°C/時間、
雰囲気用ガス:加湿したNガス等。
なお、Nガスや混合ガス等を加湿するには、例えばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は0〜75°C程度が好ましい。また脱バインダ処理、焼成および熱処理は、それぞれを連続して行っても、独立に行ってもよい。これらを連続して行なう場合、脱バインダ処理後、冷却せずに雰囲気を変更し、続いて焼成の際の保持温度まで昇温して焼成を行ない、次いで冷却し、熱処理の保持温度に達したときに雰囲気を変更して熱処理を行なうことが好ましい。一方、これらを独立して行なう場合、焼成に際しては、脱バインダ処理時の保持温度までNガスあるいは加湿したNガス雰囲気下で昇温した後、雰囲気を変更してさらに昇温を続けることが好ましく、熱処理時の保持温度まで冷却した後は、再びNガスあるいは加湿したNガス雰囲気に変更して冷却を続けることが好ましい。また、熱処理に際しては、Nガス雰囲気下で保持温度まで昇温した後、雰囲気を変更してもよく、熱処理の全過程を加湿したNガス雰囲気としてもよい。
このようにして得られた焼結体(素子本体10)には、たとえばバレル研磨、サンドプラスト等にて端面研磨を施し、端子電極用塗料を焼きつけて端子電極4が形成される。端子電極用塗料の焼成条件は、たとえば、加湿したNとHとの混合ガス中で600〜800°Cにて10分間〜1時間程度とすることが好ましい。そして、必要に応じ、端子電極4上にめっき等を行うことによりパッド層を形成する。なお、端子電極用塗料は、上記した電極塗料と同様にして調製すればよい。
このようにして製造された本発明の積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば、本発明の方法は、積層セラミックコンデンサの製造方法に限らず、その他の積層型電子部品の製造方法としても適用することが可能である。
また、上述した実施形態では、内側グリーンシートおよび外側グリーンシートを、それぞれの積層時に圧縮したが、これらの各グリーンシートの圧縮は、内側積層体100や外側積層体200を形成した後、あるいは、グリーンシート積層体300を形成した後に行っても良い。
また、上述した実施形態では、内側グリーンシートおよび外側グリーンシートとして、シート縮率(Δρg/ρg1)が1%以上であるグリーンシートを使用したが、本発明の作用効果を奏する範囲内において、内側グリーンシートまたは外側グリーンシートのうちいずれか一方、あるいは、各グリーンシートのうち少なくとも一部として、シート縮率(Δρg/ρg1)が1%以上であるグリーンシートを使用する態様としても良い。
以下、本発明をさらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1a
厚膜グリーンシート用塗料の作製
セラミック粉体の出発原料としてBaTiO粉体(BT−05B/堺化学工業(株))を用いた。このBaTiO粉体100質量部に対して、(Ba0.6Ca0.4)SiO:1.48質量部、Y:1.01質量部、MgCO:0.72質量%、Cr:0.13質量%、およびV:0.045質量%になるようにセラミック粉体副成分添加物を用意した。
初めに、副成分添加物のみをボールミルで混合し、スラリー化した。すなわち、副成分添加物(合計量8.8g)と、エタノール:6gと、n−プロパノール:6gと、キシレン:2gと、分散剤(0.1g)とを、ボールミルにより、20時間予備粉砕を行った。
バインダとしては、BH6(ポリビニルブチラール樹脂/PVB)の15%ラッカー(積水化学社製BH6を、エタノール/n−プロパノール=1:1で溶解)を用いた。また、分散剤としては、ポリエチレングリコール系のノニオン性分散剤(HLB=5〜6)を用いた。
次に、BaTiO:191.2gに対して、副成分添加物の予備粉砕スラリーと、エタノール:37gと、n−プロパノール:37gと、キシレン+トルエン:50gと、ミネラルスピリット(MSP):15gと、可塑剤成分としてのDOP(フタル酸ジオクチル):6gと、分散剤としてのポリエチレングリコール系のノニオン性分散剤(HLB=5〜6):1.4gと、BH6(ポリビニルブチラール樹脂/PVB)の15%ラッカー(積水化学社製BH6を、エタノール/n−プロパノール=1:1で溶解)を固形分として6質量%とを添加した(ラッカー添加量として80g)。その後、この分散塗料を20時間、ボールミルで混合することによりセラミック塗料(厚膜グリーンシート用塗料)とした。本実施例においては、塗料に分散させた後のセラミック粉体の平均粒径(D50径)が、0.767μmであった。D50径とは、セラミック粉体の全体積の50%における平均粒径を意味し、たとえばJISR1629などで定義される。この粒径は、日機装株式会社製のマイクロトラックHRAによって測定した。
このセラミック塗料に含まれるバインダ樹脂としてのポリビニルブチラール樹脂の重合度は、1400であり、そのブチラール化度は、69%±3%であり、残留アセチル基量は、3±2%であった。このバインダ樹脂は、セラミック粉体(セラミック粉体副成分添加物を含む)100質量部に対して6質量部でセラミック塗料中に含まれていた。
また、可塑剤としてのDOPは、バインダ樹脂100質量部に対して、50質量部でセラミック塗料中に含まれていた。分散剤としてのポリエチレングリコール系のノニオン性分散剤は、セラミック粉体100質量部に対して、0.7質量部含まれていた。
また、表1に示すように、塗料中には、溶剤全体に対して、良溶媒としてのエタノールおよびn−プロパノールが60.4質量%含まれ、貧溶媒の一部であるMSPが9.1質量%含まれ、貧溶媒の一部で高沸点溶媒であるキシレンとトルエンが合計で30.5質量%含まれていた。すなわち、MSP+キシレン+トルエンからなる貧溶媒は、溶剤全体に対して、39.6質量%含まれていた。
Figure 0004506755
Figure 0004506755
圧縮前グリーンシートの作製
上記のようにして得られた塗料をドクターブレードによって、支持フィルムとしてのPETフィルム(キャリアシート)上に塗布し、乾燥させることで、圧縮前グリーンシートを作製した。なお、本実施例においては、圧縮前グリーンシートの厚みは10μmとした。
グリーンシートの圧縮
上記にて得られた圧縮前グリーンシート2枚を、圧縮用装置として四柱式油圧成型機を使用して、圧縮力:4MPa、圧縮時間:1分、圧縮温度:70°Cの条件で圧縮し、2枚の圧縮後グリーンシートから構成される圧縮後グリーンシート積層体試料を得た。
圧縮前および圧縮後グリーンシートのシート密度
上記にて作製した圧縮前グリーンシートおよび圧縮後グリーンシート積層体試料の密度を測定し、圧縮前シート密度(ρg1)および圧縮後シート密度(ρg2)を求めた。なお、各シート密度(単位はg/cm)は、シートの質量と体積の測定値から算出した。
接着性の剥離強度の測定
接着性の剥離強度(単位は、N/cm)は、次のようにして評価した。まず、上記にて作製した圧縮後グリーンシート積層体試料を準備した。次いで、圧縮後グリーンシート積層体試料の表面に両面テープを貼り、インストロン5543の引張試験機を用いて各組のシートを引き剥がす方向に引っ張り、引き剥がされた時の剥離強度を測定した。剥離強度が高いほど接着性に優れている。
実施例1b,1c
溶剤中の貧溶媒の一部の種類(キシレン+トルエンまたはキシレン単独)および添加量を、表1に示すように変化させた以外は、実施例1aと同様にして、セラミック塗料を作製した。次いで、得られたセラミック塗料を使用して、実施例1aと同様にして、圧縮前グリーンシートおよび圧縮後グリーンシート積層体試料を作製し、各シート密度および剥離強度を測定した。結果を表1および表2に示す。なお、実施例1bおよび実施例1cにおいて、塗料に分散させた後のセラミック粉体の平均粒径(D50径)は、それぞれ、0.769μm、0.767μmであった。
実施例1d〜1f
実施例1aで使用したBaTiO粉体と粒径の異なるBaTiO粉体(BT−035/堺化学工業(株))を使用し、溶剤中の貧溶媒の一部の種類(キシレン+トルエンまたはキシレン単独)および添加量を、表1に示すように変化させた以外は、実施例1aと同様にして、セラミック塗料を作製した。次いで、得られたセラミック塗料を使用して、実施例1aと同様にして、圧縮前グリーンシートおよび圧縮後グリーンシート積層体試料を作製し、各シート密度および剥離強度を測定した。結果を表1および表2に示す。なお、実施例1d、実施例1eおよび実施例1fにおいて、塗料に分散させた後のセラミック粉体の平均粒径(D50径)は、それぞれ、0.547μm、0.552μmおよび0.548μmであった。
実施例1g、比較例1a,1b
実施例1aで使用したBaTiO粉体と粒径の異なるBaTiO粉体(BT−02/堺化学工業(株))を使用し、溶剤中の貧溶媒の一部の種類(キシレン+トルエンまたはキシレン単独)および添加量を、表1に示すように変化させた以外は、実施例1aと同様にして、セラミック塗料を作製した。次いで、得られたセラミック塗料を使用して、実施例1aと同様にして、圧縮前グリーンシートおよび圧縮後グリーンシート積層体試料を作製し、各シート密度および剥離強度を測定した。結果を表1および表2に示す。なお、実施例1g、比較例1aおよび比較例1bにおいて、塗料に分散させた後のセラミック粉体の平均粒径(D50径)は、それぞれ、0.441μm、0.438μmおよび0.444μmであった。
評価1
表1および表2に示すように、シート縮率(Δρg/ρg1)が、1%以上であった実施例1a〜実施例1gは、いずれも剥離強度が10N/cm以上となり良好な結果となった。なお、本実施例においてシート縮率(Δρg/ρg1)は、圧縮前シート密度(ρg1)と圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg:Δρg=ρg2−ρg1)の、圧縮前シート密度(ρg1)に対する比である。
一方、シート縮率(Δρg/ρg1)が、1%未満であった比較例1aおよび比較例1bは、いずれも剥離強度が10N/cm未満となり、接着強度に劣る結果となった。
なお、本実施例においては、表2および図4より、シート縮率(Δρg/ρg1)が5%程度までは、シート縮率が高いほうが、剥離強度が高くなる傾向にあることが確認できる。
この結果より、シート縮率(Δρg/ρg1)が1%以上、好ましくは1.2%以上となるように、グリーンシートの圧縮を行うことにより、グリーンシートの接着性(剥離強度)の向上が可能となることが確認できた。
なお、BaTiO粉体として、同じ原料を使用した実施例1d〜1f、および実施例1g、比較例1a,1bを、それぞれ比較することにより、溶剤中の貧溶媒の添加量を20〜60質量%、特に30質量%以上とすることにより、圧縮前シート密度(ρg1)を低密度化させることができ、特に、本発明の作用効果を高めることが可能となることが確認できる。
すなわち、貧溶媒の添加量が39.1質量%である実施例1dは、貧溶媒の添加量が30質量%未満である実施例1e,1fと比較して圧縮前シート密度(ρg1)を低くすることができ、シート縮率が、実施例1e,1fと同程度あるいは若干低いにも関わらず、剥離強度が高くなる結果となっている。
また、貧溶媒の添加量が38.6質量%である実施例1gは、貧溶媒の添加量が30質量%未満である比較例1a、および20質量%未満である比較例1bと比較して圧縮前シート密度(ρg1)を低くすることができ、シート縮率が1%を超え、剥離強度も10N/cmを超える結果となった。一方、貧溶媒の添加量を、特に20質量%未満とした試料は、シート縮率が1%未満となってしまい、剥離強度も10N/cm未満となる結果となった。
実施例1a−2,実施例1b−2
それぞれ、圧縮前グリーンシートを圧縮する際の圧縮力を2MPaとした以外は、実施例1aおよび1bと同様にして、圧縮後グリーンシート積層体試料を作製し、各シート密度および剥離強度を測定した。結果を表3に示す。なお、表3には、圧縮力を4MPaとした実施例1aおよび1bの結果も併せて示した。
Figure 0004506755
評価2
表3より、圧縮力を2MPaとした実施例1a−2,1b−2においても、圧縮力を4MPaとした実施例1a,1bと同様に、シート縮率(Δρg/ρg1)が、シート縮率が1%を超え、剥離強度も10N/cmを超える結果となった。この結果より、圧縮力を変化させた場合においても、本発明の作用効果を奏することが確認できた。

Claims (10)

  1. セラミック粉体とバインダ樹脂と、溶剤とを含有するグリーンシート用塗料を準備する工程と、
    前記グリーンシート用塗料を用いて圧縮前グリーンシートを成形する工程と、
    前記圧縮前グリーンシートを圧縮し、圧縮後グリーンシートを得る工程とを有するグリーンシートの製造方法であって、
    前記溶剤が、前記バインダ樹脂を良好に溶解させる良溶媒と、前記良溶媒に比較して前記バインダ樹脂に対する溶解性の低い貧溶媒とを含み、
    かつ、前記貧溶媒が、溶剤全体に対して、20〜60質量%の範囲内で含有されており、
    前記貧溶媒はミネラルスピリットを含み、
    前記ミネラルスピリットの含有量が、ミネラルスピリット単独で前記溶剤全体に対して、7%より多く15%未満の範囲であり、
    前記圧縮前グリーンシート中の前記バインダ樹脂の含有量を、前記セラミック粉体100質量部に対して、4〜6.5質量部として、
    前記圧縮前グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)と前記圧縮後グリーンシートの圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg)を、Δρg=ρg2−ρg1と表し、
    その差(Δρg)の前記圧縮前シート密度(ρg1)に対する比であるシート縮率(Δρg/ρg1)を、1%以上とすることを特徴とするグリーンシートの製造方法。
  2. 前記圧縮前グリーンシートを、1〜200MPaで圧縮する請求項1に記載のグリーンシートの製造方法。
  3. 前記圧縮前グリーンシートの厚みを1〜30μmとする請求項1または2に記載のグリーンシートの製造方法。
  4. 前記セラミック粉体の平均粒径(D50径)が、0.1〜1.0μmである請求項1〜3のいずれかに記載のグリーンシートの製造方法。
  5. 前記バインダ樹脂が、ブチラール系樹脂を主成分とする樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載のグリーンシートの製造方法。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の方法で製造されるグリーンシート。
  7. 内部電極層と、グリーンシートとを積層し、グリーンチップを得る工程と、
    前記グリーンチップを焼成する工程とを有し、
    前記グリーンシートのうち少なくとも一部として、請求項6に記載のグリーンシートを用いる電子部品の製造方法。
  8. 内側グリーンシートを、内部電極層を介して積層し、内側積層体を得る工程と、
    前記内側積層体の積層方向の両端面に外側グリーンシートを積層し、グリーンチップを得る工程と、
    前記グリーンチップを焼成する工程とを有し、
    前記外側グリーンシートのうち少なくとも一部として、請求項6に記載のグリーンシートを用いる電子部品の製造方法。
  9. セラミック粉体とバインダ樹脂と、溶剤とを含有するグリーンシート用塗料を準備する工程と、
    前記グリーンシート用塗料を用いて圧縮前グリーンシートを成形する工程と、
    前記圧縮前グリーンシートを圧縮し、圧縮後グリーンシートを得る工程と、
    内部電極層と、前記圧縮後グリーンシートとを積層し、グリーンチップを得る工程と、
    前記グリーンチップを焼成する工程とを有し、
    前記溶剤が、前記バインダ樹脂を良好に溶解させる良溶媒と、前記良溶媒に比較して前記バインダ樹脂に対する溶解性の低い貧溶媒とを含み、
    かつ、前記貧溶媒が、溶剤全体に対して、20〜60質量%の範囲内で含有されており、
    前記貧溶媒はミネラルスピリットを含み、
    前記ミネラルスピリットの含有量が、ミネラルスピリット単独で前記溶剤全体に対して、7%より多く15%未満の範囲であり、
    前記圧縮前グリーンシート中の前記バインダ樹脂の含有量を、前記セラミック粉体100質量部に対して、4〜6.5質量部として、
    圧縮前の前記グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)と圧縮後の前記グリーンシートの圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg)を、Δρg=ρg2−ρg1と表し、
    その差(Δρg)の前記圧縮前シート密度(ρg1)に対する比であるシート縮率(Δρg/ρg1)が、1%以上となるように、前記グリーンシートに圧縮力を加えることを特徴とする電子部品の製造方法。
  10. セラミック粉体とバインダ樹脂と、溶剤とを含有するグリーンシート用塗料を準備する工程と、
    前記グリーンシート用塗料を用いて圧縮前グリーンシートを成形する工程と、
    前記圧縮前グリーンシートを圧縮し、圧縮後グリーンシートを得る工程と、
    内側グリーンシートを、内部電極層を介して積層し、内側積層体を得る工程と、
    前記内側積層体の積層方向の両端面に外側グリーンシートを積層し、グリーンチップを得る工程と、
    前記グリーンチップを焼成する工程とを有し、
    前記溶剤が、前記バインダ樹脂を良好に溶解させる良溶媒と、前記良溶媒に比較して前記バインダ樹脂に対する溶解性の低い貧溶媒とを含み、
    かつ、前記貧溶媒が、溶剤全体に対して、20〜60質量%の範囲内で含有されており、
    前記貧溶媒はミネラルスピリットを含み、
    前記ミネラルスピリットの含有量が、ミネラルスピリット単独で前記溶剤全体に対して、7%より多く15%未満の範囲であり、
    前記圧縮前グリーンシート中の前記バインダ樹脂の含有量を、前記セラミック粉体100質量部に対して、4〜6.5質量部として、
    圧縮前の前記外側グリーンシートの圧縮前シート密度(ρg1)と圧縮後の前記外側グリーンシートの圧縮後シート密度(ρg2)との差(Δρg)を、Δρg=ρg2−ρg1と表し、
    その差(Δρg)の前記圧縮前シート密度(ρg1)に対する比であるシート縮率(Δρg/ρg1)が、1%以上となるように、前記外側グリーンシートに圧縮力を加えることを特徴とする電子部品の製造方法。
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