JP4853659B2 - セラミックグリーンシートの積層方法及び積層電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミックグリーンシートの積層方法及びそれを用いた積層電子部品の製造方法に関する。

一般に、積層セラミックコンデンサなどの積層電子部品を製造するには、内部電極を有する複数枚のセラミックグリーンシートを順次に積み重ねてシート積層体を作製する（例えば特許文献１を参照）。高品質なシート積層体を作製するためには、積み重ねられた各セラミックグリーンシートを一定の位置に保持する必要がある。位置ずれを生じたセラミックグリーンシートがあると、シート積層体としてみて層間の積層ずれや、接着不良を生じるからである。従来、積み重ねられた各セラミックグリーンシートを一定の位置に保持するための手法としては、表面に孔が開口した支持体の上にセラミックグリーンシートを積み重ね、セラミックグリーンシートの通気性を利用してセラミックグリーンシートを吸引することにより、セラミックグリーンシートを一定の位置に保持するといった真空吸着の手法が一般的であった。

ところで、近年、移動体通信機器などの電子機器に対する小型化の要求が強まるに伴い、それに搭載される積層電子部品に対しても小型化の要求が強まっている。特に、積層セラミックコンデンサの場合、小型化の一方で大容量化も求められているから、限られた寸法内で容量を確保するには、積層数を増大させるとともに、積層セラミックコンデンサの一層あたりの厚みを減少させる必要がある。このような状況下では、セラミックグリーンシートの厚みを減少させても、セラミックグリーンシートの強度及び耐電圧を確保するために、セラミック粉の充填密度の高い、緻密なセラミックグリーンシートを用いなければならない。

ところが、緻密なセラミックグリーンシートは、通気性が悪い。このため、上述した真空吸着の手法では、積み重ねられたセラミックグリーンシートを、一定の位置に保持することができない。この結果、シート積層体としてみて層間の積層ずれや、接着不良を生じる恐れがあり、小型、かつ、大容量の積層セラミックコンデンサを実現するにあたって障害となっていた。

また、セラミックグリーンシートの通気性が悪いと、真空吸着の手法では、セラミックグリーンシート間の空気を十分には抜くことができない。この結果、セラミックグリーンシート間に空気が残留すると、デラミネーションや界面剥離などの構造欠陥を生じる恐れがあり、これもまた、小型、かつ、大容量の積層セラミックコンデンサを実現するにあたって障害となっていた。
特開２００４−２９６９３７号公報

本発明の課題は、緻密なセラミックグリーンシートを用いても、シート積層体の積層ずれや、接着不良を防止することができるセラミックグリーンシートの積層方法及びそれを用いた積層電子部品の製造方法を提供することである。

本発明のもう一つの課題は、緻密なセラミックグリーンシートを、セラミックグリーンシート間に空気を残留させることがなく積層することができるセラミックグリーンシートの積層方法及びそれを用いた積層電子部品の製造方法を提供することである。

本発明の更にもう一つの課題は、小型、かつ、大容量の積層セラミックコンデンサを製造するのに適したセラミックグリーンシートの積層方法及びそれを用いた積層電子部品の製造方法を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係るセラミックグリーンシートの積層方法では、少なくとも二枚のセラミックグリーンシートを積み重ねる。次に、積み重ねられた前記セラミックグリーンシートの上で帯電処理工程を実行する。

上述した本発明に係るセラミックグリーンシートの積層方法では、セラミックグリーンシートを積み重ねた後、積み重ねられたセラミックグリーンシートの上で帯電処理工程を実行するから、静電気でセラミックグリーンシート相互を密着させることにより、セラミックグリーンシート相互間の位置を一定に保持することができる。従って、セラミックグリーンシートが緻密でセラミックグリーンシートの通気性が悪くても、シート積層体としてみたときの積層ずれや、接着不良を防止することができる。

また、静電気でセラミックグリーンシート相互を密着させることにより、セラミックグリーンシート間に存在する空気を、セラミックグリーンシートの外部に排気することができる。よって、セラミックグリーンシート間に空気を残留させることなくセラミックグリーンシートを積層することができる。

また、積層セラミックコンデンサを製造する際、シート積層体の積層ずれや、接着不良を生じる恐れなしに、緻密なセラミックグリーンシートを採用することができる。これにより、セラミックグリーンシートの強度及び耐電圧を確保しながら、セラミックグリーンシートの厚みを減少させ、積層数を増大させることができる。よって、限られた寸法内で容量を確保することができ、小型かつ大容量の積層セラミックコンデンサを製造することができる。

本発明に係る積層電子部品の製造方法は、上述した本発明に係るセラミックグリーンシートの積層方法を含んでいるから、それと同様な作用効果を得ることができる。

以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）緻密なセラミックグリーンシートを用いても、シート積層体の積層ずれや、接着不良を防止することができるセラミックグリーンシートの積層方法及びそれを用いた積層電子部品の製造方法を提供することができる。
（２）緻密なセラミックグリーンシートを、セラミックグリーンシート間に空気を残留させることがなく積層することができるセラミックグリーンシートの積層方法及びそれを用いた積層電子部品の製造方法を提供することができる。
（３）小型かつ大容量の積層セラミックコンデンサを製造するのに適したセラミックグリーンシートの積層方法及びそれを用いた積層電子部品の製造方法を提供することができる。

本発明に係る積層電子部品の製造方法の一実施形態を、図１〜図６に基づいて説明する。以下説明される実施形態は、本発明を積層セラミックコンデンサの製造工程に適用した場合を示している。

まず、図１に示すように、電極パターンを有しない複数のセラミックグリーンシート４１を、支持体１１の面１１１上に積み重ねる。それぞれのセラミックグリーンシート４１は、セラミック粉、バインダ及び溶剤を混合したセラミックペーストをＰＥＴフィルム上に塗布し、乾燥させた後、ＰＥＴフイルムから剥離することにより得ることができる。

次に、面上に電極パターン５が形成されたセラミックグリーンシート４２を、矢印ａ１に示すように、セラミックグリーンシート４１の上に積み重ねる。実施形態の場合、セラミックグリーンシート４２は、電極パターン５を上側に位置させた状態でセラミックグリーンシート４１の上に積み重ねられている。これとは異なって、電極パターン５を下側に位置させた状態でセラミックグリーンシート４１の上に積み重ねられてもよい。電極パターン５は、導体粉、バインダ及び溶剤を混合した導体ペーストをセラミックグリーンシート４２上に塗布し、乾燥させることにより形成することができる。

また、セラミックグリーンシート４２をセラミックグリーンシート４１の上に積み重ねるための手法としては、吸着法を採用できる。吸着法では、まず、表面に多数の孔が開口した吸着ヘッドを用い、吸着ヘッドの孔を通してセラミックグリーンシート４２を吸引することにより、セラミックグリーンシート４２を吸着ヘッドに吸着させる。次に、セラミックグリーンシート４２を、吸着ヘッドに吸着させた状態で移送し、セラミックグリーンシート４１の上に載せる。最後に、吸着ヘッドの吸引動作を停止することにより、セラミックグリーンシート４２を吸着ヘッドに吸着させた状態を解除する。

図１に示すように、セラミックグリーンシート４２をセラミックグリーンシート４１の上に積み重ねるとき、セラミックグリーンシート４１、４２の間に空気が抱き込まれ、残留する可能性がある。仮に、セラミックグリーンシートの通気性が優れていれば、支持体の孔を通してセラミックグリーンシートを吸引するといった従来の手法によって、空気を抜くことができる。

しかし、近年、小型化かつ大容量の積層セラミックコンデンサを実現するため、セラミックグリーンシート４１、４２として、セラミック粉の充填密度が高い、より緻密なセラミックグリーンシートを用いなければならないといった要請があることは、先に述べた通りである。緻密なセラミックグリーンシートは、通気性が悪いので、従来の手法では、セラミックグリーンシート間の空気を十分には抜くことができない。

そこで、本発明では、セラミックグリーンシート４１、４２を積み重ねた後に、積み重ねられたセラミックグリーンシート４１、４２の上で帯電処理工程を実行する。図２には、帯電バー３１を用いた帯電処理工程の例を示してある。図２を参照して説明すると、帯電バー３１は、紙面奥行き方向に細長く延びた形状となっており、セラミックグリーンシート４２の面上において、矢印ａ２に示すように、セラミックグリーンシート４２の一端側４２１から、それと相対する他端側４２２に向かって移動できるように設けられている。帯電処理工程を実行するには、帯電バー３１に高電圧を印加し、帯電バー３１からセラミックグリーンシート４２に放電しながら、帯電バー３１を、セラミックグリーンシート４２の面上でセラミックグリーンシート４２の一端側４２１から他端側４２２に向かって移動させればよい。

このようにしてセラミックグリーンシート４１、４２の上で帯電処理工程を実行することにより、セラミックグリーンシート４１、４２の向かい合う面同士が帯電する。これにより、セラミックグリーンシート４１、４２を静電吸着力で互いに密着させ、セラミックグリーンシート４１−４２間に存在する空気を、セラミックグリーンシート４１、４２の外部へと押し出して抜くことができる。図２では、図示の都合上、セラミックグリーンシート４１、４２間に隙間が示されているが、実際には、セラミックグリーンシート４１、４２を互いに密着させて、隙間を殆んどなくすことができる。従って、セラミックグリーンシート４１、４２が緻密でセラミックグリーンシート４１、４２の通気性が悪くても、セラミックグリーンシート４１、４２間に空気を残留させることがなくセラミックグリーンシート４１、４２を積層することができる。

また、セラミックグリーンシート４１、４２を静電吸着力で互いに密着させることにより、セラミックグリーンシート相互間４１−４２の位置を一定に保持することができるから、シート積層体としてみたときの積層ずれや、接着不良を防止することができる。

よって、積層セラミックコンデンサを製造する際、シート積層体の積層ずれや、接着不良を生じる恐れなしに、緻密なセラミックグリーンシート４１、４２を用いることができる。これにより、セラミックグリーンシート４１、４２の強度及び耐電圧を確保しながら、セラミックグリーンシート４１、４２の厚みを減少させ、積層数を増大させることができる。従って、限られた寸法内で容量を確保することができ、小型かつ大容量の積層セラミックコンデンサを製造することができる。

更に実施形態では、帯電バー３１を、セラミックグリーンシート４２の面上でセラミックグリーンシート４２の一端側４２１から他端側４２２に向かって移動させるので、帯電処理それ自体も、セラミックグリーンシート４２の面内でみてセラミックグリーンシート４２の一端側４２１から他端側４２２に向かって進行することになる。よって、セラミックグリーンシート４１、４２間に存在する空気を、一方向に押し出しながら、セラミックグリーンシート４１、４２を密着させることができる。

その後、図３に示すように、電極パターン５が形成されたセラミックグリーンシート４２を、更に積み重ねていく。そして、セラミックグリーンシート４２を一枚積み重ねるごとに、そのセラミックグリーンシートの面上で帯電バーを矢印ａ２に示すように移動させて、帯電処理工程を行なう。このようにして、セラミックグリーンシート４２の一枚ごとに帯電処理工程を行なうことにより、全体としてセラミックグリーンシート４２を密着させて積み重ねた構造を得ることができる。

また、セラミックグリーンシート４２の面上で帯電バー３１を移動させる代わりに、帯電バーを固定しておき、セラミックグリーンシートの側を移動させてもよい。

図４は、帯電処理工程の別の例を示す図である。図４に示された帯電処理工程において、帯電バー３１に高電圧を印加し、帯電バー３１からセラミックグリーンシート４２に放電しながら、帯電バー３１を、セラミックグリーンシート４２の面上でセラミックグリーンシート４２の一端側４２１から他端側４２２に向かって移動させる点は、図２に示した帯電処理工程と同じである。図４に示された帯電処理工程の特徴は、帯電バー３１に押圧ローラー３２を併用する点にある。具体的に説明すると、押圧ローラー３２を、帯電バー３１に追従して移動させながら、矢印ａ３に示すように軸３２１の周りで回転させ、押圧ローラー３２によってセラミックグリーンシート４２を押圧する。帯電バー３１は、押圧ローラー３２を帯電させ続ける。これにより、帯電バー３１により直接生じた静電吸着力でセラミックグリーンシート４１、４２を密着させた後に、帯電した押圧ローラー３２が転がりながらセラミックグリーンシート４２へ接触しては離れる度にセラミックグリーンシート４１、４２に更なる帯電処理が行われることになるため、セラミックグリーンシート４１、４２の密着性を更に高めることができる。

その後、セラミックグリーンシート４２を一枚積み重ねるごとに、帯電処理工程を繰り返す点については、図２及び図３に示した帯電処理工程と同様である。

実施形態では、帯電バー３１を用いた帯電処理工程の例を示したが、本発明は、これに限定されることはなく、例えば、イオナイザーによるイオン粒子の吹き付けを用いた帯電処理工程も可能である、
図２及び図３に示した帯電処理工程、または、図４に示した帯電処理工程の後、電極パターン５を有するセラミックグリーンシート４２の上に、電極パターンを有しないセラミックグリーンシート４１を再び積み重ねる。これにより、電極パターン５を有するセラミックグリーンシート４２を内層とし、電極パターンを有しないセラミックグリーンシート４１を外層とするシート積層体が得られる。

また、内部電極パターンを有しないセラミックグリーンシート４１を積み重ねる際にも、上述した帯電処理工程を適用することにより、電極パターンを有しないセラミックグリーンシート４１の密着性向上を図ることができる。

次に、図５に示すように、シート積層体４０１の上面に加圧板３１を載せ、加圧板３１を介してシート積層体４０１に積層方向の力Ｆ１を加えることにより、シート積層体４０１を加圧する。加圧により、シート積層体４０１内部のセラミックグリーンシート４１、４２は、互いに圧着され、一体化される。加圧の後、加圧板３１を取り除く。

次に、支持体１１からシート積層体４０１を剥離する。このとき、今までの帯電処理工程によってシート積層体４０１に静電気が溜まって、シート積層体４０１が支持体１１に吸着してしまい、シート積層体４０１を剥離しにくくなることがある。

そこで、シート積層体４０１に除電用のガスを吹き付けることにより、シート積層体４０１を除電する。図６には、エアーイオナイザー２１を用いた除電処理の例を示してある。図６を参照して説明すると、支持体１１は、ガスを透過させる構造となっており、具体的には、孔を多数有する多孔質材から構成されている。また、エアーイオナイザー２１は、除電用のガスとして、プラスイオン及びマイナスイオンを含むガスを生成する。

除電処理を行なうには、エアーイオナイザー２１からの除電用ガスを、矢印ａ４に示すように支持体１１を通して、シート積層体４０１の、支持体１１に接する面４０２に吹き付ければよい。これにより、シート積層体４０１の面４０２付近に集まった静電気を、除電用ガスで中和し、シート積層体４０１を除電することができる。この結果、シート積層体４０１が支持体１１に吸着された状態を解除し、シート積層体４０１を容易に剥離することができる。

その後、シート積層体を複数の一チップ領域に裁断することにより、積層グリーンチップが得られる。更に、その積層グリーンチップに対して、脱バインダ、焼成及び端子電極形成などの周知の工程を行うことにより、積層電子部品が得られる。

次に、本発明に係る積層電子部品の製造方法の別の実施形態を、図７〜図１１に基づいて説明する。

まず、図７に示すように、電極パターンを有しない複数のセラミックグリーンシート４１を、支持体１１の面１１１の上に積み重ねる点については、先の実施形態と同様である。

セラミックグリーンシート４１とは別に、支持シート６上に形成されたセラミックグリーンシート４２を用意する。支持シート６としては、例えばＰＥＴフィルムを用いることができる。セラミックグリーンシート４２の両面のうち、支持シート６とは反対側の面には、電極パターン５が形成されている。そして、矢印ａ１に示すように、このセラミックグリーンシート４２を、支持シート６ごと、セラミックグリーンシート４１の上に積み重ねる。これにより、セラミックグリーンシート４２は、電極パターン５を下側に、かつ、支持シート６を上側に位置させた状態で、セラミックグリーンシート４１の上に積み重ねられる。

次に、セラミックグリーンシート４１、４２の上で帯電処理工程を実行する。具体的には、図８に示すように、帯電バー３１に電気を通じ、帯電バー３１から支持シート６に放電しながら、帯電バー３１を、矢印ａ２に示すように、支持シート６の面上で支持シート６の一端側６１から他端側６２に向かって移動させる。これにより、支持シート６を介してセラミックグリーンシート４１、４２を帯電させることができる。セラミックグリーンシート４１、４２の向かい合う面同士を帯電させ、セラミックグリーンシート４１、４２を静電吸着力で互いに密着させる点は、図２に示した帯電処理工程と同じである。

次に、図９に示すように、支持シート４２の上に加圧板３２を載せ、加圧板３２を介して積層方向の力Ｆ２を加える。これにより、セラミックグリーンシート４１、４２の密着性を更に高めることができる。

次に、図１０に示すように、加圧板３２を取り除き、支持シート６をセラミックグリーンシート４２から剥離する。支持シート６をセラミックグリーンシート４２から剥離することにより、セラミックグリーンシート４２の、支持シート６に接触していた面を帯電させることができる。

その後、図７〜図１０に示した工程を繰り返すことにより、電極パターン５が形成されたセラミックグリーンシート４２を、更に積み重ねていく。そして、図１１に示すように、セラミックグリーンシート４２を一枚積み重ねるごとに、支持シート６の面上で帯電バーを矢印ａ２に示すように移動させて、帯電処理工程を実行する。

この後、電極パターン５を有するセラミックグリーンシート４２の上に、電極パターンを有しないセラミックグリーンシート４１を積み重ねることにより、電極パターン５を有するセラミックグリーンシート４２を内層とし、電極パターンを有しないセラミックグリーンシート４１を外層とするシート積層体を得る点は、先の実施形態と同じである。また、得られたシート積層体を加圧する点、更に、シート積層体を除電する点も、先の実施形態と同じであるので、重複説明を省略する。

以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。

本発明に係る積層電子部品の製造方法の一実施形態を説明する断面図である。 図１に示した工程の後の工程を示す断面図である。 図２に示した工程の後の工程を示す断面図である。 帯電処理工程の別の例を示す断面図である。 図３に示した工程の後の工程を示す断面図である。 図５に示した工程の後の工程を示す断面図である。 本発明に係る積層電子部品の製造方法の別の実施形態を説明する断面図である。 図７に示した工程の後の工程を示す断面図である。 図８に示した工程の後の工程を示す断面図である。 図９に示した工程の後の工程を示す断面図である。 図１０に示した工程の後の工程を示す断面図である。

符号の説明

３１ 帯電バー
４１、４２ セラミックグリーンシート
５ 電極パターン

Claims (7)

1. セラミックグリーンシートの積層方法であって、
   少なくとも二枚のセラミックグリーンシートを積み重ね、
   次に、積み重ねられた前記セラミックグリーンシートの上で帯電処理工程を実行する、
   工程を含むセラミックグリーンシートの積層方法。
2. 請求項１に記載されたセラミックグリーンシートの積層方法であって、前記セラミックグリーンシートの少なくとも一枚は、その面上に電極パターンを有している、セラミックグリーンシートの積層方法。
3. 請求項１または２に記載されたセラミックグリーンシートの積層方法であって、前記帯電処理工程は、前記セラミックグリーンシートの一端側から他端側に向かって進行させる、セラミックグリーンシートの積層方法。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載されたセラミックグリーンシートの積層方法であって、前記帯電処理工程は、前記セラミックグリーンシートを一枚積み重ねるごとに行なう、セラミックグリーンシートの積層方法。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載されたセラミックグリーンシートの積層方法であって、更に除電工程を含み、
   前記除電工程は、前記セラミックグリーンシートを積み重ねることにより作製されたシート積層体を、除電する工程である、
   セラミックグリーンシートの積層方法。
6. 請求項５に記載されたセラミックグリーンシートの積層方法であって、前記除電工程は、前記シート積層体に除電用のガスを吹き付ける工程である、セラミックグリーンシートの積層方法。
7. 積層電子部品の製造方法であって、請求項１乃至６の何れかに記載されたセラミックグリーンシートの積層方法を含む積層電子部品の製造方法。
   

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