JP6888324B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
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Description
ダイシングに用いられる切削液に脱脂剤が含まれていると、切断側面を脱脂剤で処理する工程を別途行う必要がないため、ショート不良率の低い積層セラミック電子部品を効率的に製造することができる。
切断側面に対して研削処理又は切削処理を行うことにより、切断時に発生した内部電極の垂れを除去することができる。この際、研削処理に用いられる研削液又は切削処理に用いられる切削液に脱脂剤を含ませることにより、内部電極の垂れをさらに除去することができる。また、研削処理に用いられる研削液又は切削処理に用いられる切削液に脱脂剤が含まれていると、切断側面を脱脂剤で処理する工程を別途行う必要がないため、ショート不良率の低い積層セラミック電子部品を効率的に製造することができる。
研削処理又は切削処理を行った後、脱脂剤を含む洗浄液を用いて切断側面を超音波洗浄することにより、切断時に発生した内部電極の垂れをさらに除去することができる。
マザーブロックを切断した後、脱脂剤を含む洗浄液を用いて切断側面を超音波洗浄することにより、切断時に発生した内部電極の垂れを除去することができる。
ピロリン酸カリウム等の縮合リン酸塩は、内部電極を形成するための導電性ペーストに含まれる樹脂成分を乳化及び/又は脱脂する作用を有するため、切断時に発生した内部電極の垂れを除去することができる。
ポリエチレングリコールラウリルエーテル等のポリアルキレングリコールアルキルエーテルは、内部電極を形成するための導電性ペーストに含まれる樹脂成分を乳化及び/又は脱脂する作用を有するため、切断時に発生した内部電極の垂れを除去することができる。
脱脂剤を含む液の温度が高いほど内部電極を形成するための導電性ペーストに含まれる樹脂成分が乳化及び/又は脱脂されやすくなるため、脱脂剤を含む液の温度を10℃以上、70℃以下とすることにより、切断時に発生した内部電極の垂れが除去されやすくなる。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
図1は、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法によって得られる積層セラミックコンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す積層セラミックコンデンサを構成する部品本体の一例を模式的に示す斜視図である。
後述するように、図2に示す部品本体12は、図3に示すグリーンチップ19の互いに対向する1対の側面(以下、切断側面という)20及び21上に、未焼成のセラミック保護層22及び23をそれぞれ形成したものを焼成することにより得られる。以後の説明において、焼成後の部品本体12におけるグリーンチップ19に由来する部分を積層部24と呼ぶことにする。
本発明の積層セラミック電子部品の製造方法では、切断側面を脱脂剤で処理することを特徴としている。内部電極が露出している切断側面を脱脂剤で処理することにより、切断側面に発生する内部電極の垂れを除去することができる。
まず、セラミック層となるべきセラミックグリーンシートが準備される。セラミックグリーンシートは、例えば、キャリアフィルム上で、ダイコータ、グラビアコータ、マイクログラビアコータ等を用いて成形される。
図4に示すように、セラミック層25となるべきセラミックグリーンシート31上に、所定のパターンをもって導電性ペーストが印刷されることによって、内部電極26及び27の各々となるべき内部電極パターン32が形成される。具体的には、セラミックグリーンシート31上に、帯状の内部電極パターン32が複数列形成される。
図5(a)に示すように、内部電極パターン32が形成されたセラミックグリーンシート31を、内部電極パターン32の幅方向に沿って所定間隔、すなわち内部電極パターン32の幅方向寸法の半分ずつずらしながら所定枚数積層する。さらに、その上下に内部電極パターンが印刷されていないセラミックグリーンシートを所定枚数積層する。
図5(b)及び図5(c)には、帯状の内部電極パターン32が延びる方向と直交する第1方向(図5(b)及び図5(c)における上下方向)の切断線33、及び、これに対して直交する第2方向(図5(b)及び図5(c)における左右方向)の切断線34の各一部が示されている。帯状の内部電極パターン32は、2つ分の内部電極26及び27が各々の引出し部同士で連結されたものが、第2方向に沿って連なった形状を有している。図5(b)及び図5(c)では、切断線33及び34が共通して示されている。
図6に示すように、マザーブロック35がテーブル110上に載置され、テーブル110が高速に回転するダイシングブレード120の下方を通過するように移動させることにより、ダイシングブレード120が主としてマザーブロック35に接触し、これによりマザーブロック35が切断される。なお、図6に示すように、粘着シート38によって粘着保持されたマザーブロック35が、粘着シート38ごとテーブル110上に載置されることが好ましい。
図7において、マザーブロック35は、互いに直交する第1方向の切断線33及び第2方向の切断線34に沿って切断され、行及び列方向に配列された複数のグリーンチップ19が得られる。図7では、マザーブロック35の内部に位置する最上の内部電極パターン32が破線で示されている。なお、図7では、1個のマザーブロック35から6個のグリーンチップ19が取り出されているが、実際には、より多数のグリーンチップ19が取り出される。
図7に示す粘着シート38を拡張することによって、図8に示すように、行及び列方向に配列された複数のグリーンチップ19は、互いの間隔を広げた状態とされることが好ましい。
図9(a)に示すグリーンチップ19を90度回転させることによって、図9(b)に示すように、切断側面20が上方へ向いた開放面とすることができる。
図10に示すように、切断側面20にセラミック保護層用グリーンシートを貼り付けるか、又は、セラミック保護層用ペーストを塗布することによって、未焼成のセラミック保護層22を形成することができる。
これまでに、Mgを含有するセラミック保護層用グリーンシート又はセラミック保護層用ペーストを用いて未焼成のセラミック保護層を形成することによって、内部電極の端部に異相を形成してショート不良率を低減させる方法が知られている。これに対し、本発明の積層セラミック電子部品の製造方法では、セラミック保護層用グリーンシート又はセラミック保護層用ペーストにMgが実質的に含有されていなくても、ショート不良率を低減させることができる。
第2実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、切断側面に対して、砥粒を用いた研削処理又はバイトを用いた切削処理を行い、研削処理に用いられる研削液又は切削処理に用いられる切削液に脱脂剤が含まれている場合について説明する。
図11に示すように、研磨ヘッド230に保持されたグリーンチップ19を研磨パッド220に押し付けて接触させ、供給管240から研磨液(研削液)Bを滴下させながら、研磨ヘッド230と研磨定盤210とを相対的に回転させることによって、切断側面が研磨される。研磨処理に用いられる研磨液Bに脱脂剤が含まれているため、切断側面に発生する内部電極の垂れを除去することができる。なお、図11に示すように、複数のグリーンチップ19が粘着シート38上に貼り付けられた状態のまま、それぞれのグリーンチップ19の切断側面が研磨されることが好ましい。
図12(a)及び図12(b)に示すように、切断側面20に対して、研削線X−Xの位置まで研削処理又は切削処理を行う。
図13に示すように、保持具330に保持されたグリーンチップ19を洗浄液Cに浸漬する。洗浄槽310内に設置された振動板320及びこれらに組み付けられた超音波振動子321にて振動が付与された洗浄液Cによって、切断側面が超音波洗浄される。超音波洗浄に用いられる洗浄液Cに脱脂剤が含まれているため、切断側面に発生する内部電極の垂れを除去することができる。なお、図13に示すように、複数のグリーンチップ19が粘着シート38上に貼り付けられた状態のまま、それぞれのグリーンチップ19の切断側面が超音波洗浄されることが好ましい。
第3実施形態では、上記第1実施形態及び第2実施形態とは異なり、切断側面に対して超音波洗浄を行い、超音波洗浄に用いられる洗浄液に脱脂剤が含まれている場合について説明する。
第1実施形態では、マザーブロックを切断した後の切断側面に未焼成のセラミック保護層を形成する場合について説明したが、マザーブロックを切断した後、未焼成のセラミック保護層を形成する前の切断側面に対して、研削処理又は切削処理を行ってもよい。この場合、研削処理に用いられる研削液又は切削処理に用いられる切削液には、脱脂剤が含まれていてもよいし、脱脂剤が含まれていなくてもよい。さらに、研削処理又は切削処理の後、未焼成のセラミック保護層を形成する前の切断側面に対して、超音波洗浄を行ってもよい。この場合、超音波洗浄に用いられる洗浄液には、脱脂剤が含まれていてもよいし、脱脂剤が含まれていなくてもよい。
セラミック原料としてのBaTiO3に、ポリビニルブチラール系のバインダ、フタル酸エステル系の可塑剤、ポリビニルブチラール系の分散剤、帯電防止剤及び有機溶剤を加え、これらをボールミルにより湿式混合し、セラミックスラリーを作製した。次いで、このセラミックスラリーをリップ方式によりシート成形し、矩形のセラミックグリーンシートを得た。次に、上記セラミックグリーンシート上に、Ni、セルロース系のバインダ、分散剤及び溶剤を含有する導電性ペーストをスクリーン印刷し、Niを主成分とする内部電極パターンを形成した。
マザーブロックを切断した後、両方の切断側面に対して研磨処理及び超音波洗浄を行わなかったこと以外は実施例1と同様に外部電極まで形成し、比較例1の積層セラミックコンデンサを作製した。
(短絡箇所)
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、外部電極を形成する前の切断側面を倍率7000倍で撮影した。内部電極14〜16本中、Ni粒子同士が完全に層間をまたがって接触している箇所の数を測定した。結果を表1の「短絡箇所」に示す。
それぞれ100個の積層セラミックコンデンサの静電容量をLCRメータにて測定し、ショート不良の発生率を算出した。結果を表1の「ショート不良率」に示す。
表1の結果と同様、切断側面に対して研磨処理及び超音波洗浄を行わなかった比較例1では、図14(a)に示すように、短絡箇所(図14(a)中、○印で囲った部分)が発生していたのに対し、切断側面に対して研磨処理を行った後、脱脂剤としてピロリン酸カリウムを含む洗浄液を用いて超音波洗浄を行った実施例1では、図14(b)に示すように、短絡箇所が発生していないことが確認できる。
12 部品本体
13,14 主面
15,16 側面
17,18 端面
19 グリーンチップ
20,21 切断側面
22,23 セラミック保護層
24 積層部
25 セラミック層
26,27 内部電極
28,29 外部電極
31 セラミックグリーンシート
32 内部電極パターン
33 第1方向の切断線
34 第2方向の切断線
35 マザーブロック
36,37 切断端面
38 粘着シート
110 テーブル
120 ダイシングブレード
130 ノズル
210 研磨定盤
220 研磨パッド
230 研磨ヘッド
240 供給管
310 洗浄槽
320 振動板
321 超音波振動子
330 保持具
A 切削液
B 研磨液(研削液)
C 洗浄液
Claims (13)
- 積層された複数のセラミックグリーンシートと、前記セラミックグリーンシート間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された内部電極パターンとを含む、マザーブロックを作製する工程と、
前記マザーブロックを互いに直交する第1方向の切断線及び第2方向の切断線に沿って切断することによって、未焼成の状態にある複数のセラミック層と複数の内部電極とをもって構成された積層構造を有し、かつ前記第1方向の切断線に沿う切断によって現れた切断側面に前記内部電極が露出した、複数のグリーンチップを得る工程と、
前記内部電極が露出している前記切断側面を脱脂剤で処理する工程と、
前記脱脂剤で処理した後に前記切断側面上に未焼成のセラミック保護層を形成することによって、未焼成の部品本体を得る工程と、
前記未焼成の部品本体を焼成する工程と、を備えることを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。 - 積層された複数のセラミックグリーンシートと、前記セラミックグリーンシート間の複数の界面に沿ってそれぞれ配置された内部電極パターンとを含む、マザーブロックを作製する工程と、
前記マザーブロックを第1方向の切断線に沿って切断することによって、未焼成の状態にある複数のセラミック層と複数の内部電極とをもって構成された積層構造を有し、かつ前記第1方向の切断線に沿う切断によって現れた切断側面に前記内部電極が露出した、複数の棒状のグリーンブロック体を得る工程と、
前記内部電極が露出している前記切断側面を脱脂剤で処理する工程と、
前記脱脂剤で処理した後に前記切断側面上に未焼成のセラミック保護層を形成する工程と、
前記未焼成のセラミック保護層が形成された前記棒状のグリーンブロック体を、前記第1方向に直交する第2方向の切断線に沿って切断することによって、複数の未焼成の部品本体を得る工程と、
前記未焼成の部品本体を焼成する工程と、を備えることを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。 - 前記複数のグリーンチップを得る工程又は前記複数の棒状のグリーンブロック体を得る工程では、前記マザーブロックをダイシングにより切断し、
前記ダイシングに用いられる切削液に前記脱脂剤が含まれている請求項1又は2に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。 - 前記未焼成のセラミック保護層を形成する前の前記切断側面に対して、砥粒を用いた研削処理又はバイトを用いた切削処理を行う工程をさらに備え、
前記研削処理に用いられる研削液又は前記切削処理に用いられる切削液に前記脱脂剤が含まれている請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。 - 前記研削処理又は前記切削処理を行った後、前記未焼成のセラミック保護層を形成する前の前記切断側面に対して、超音波洗浄を行う工程をさらに備え、
前記超音波洗浄に用いられる洗浄液に前記脱脂剤が含まれている請求項4に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。 - 前記マザーブロックを切断した後、前記未焼成のセラミック保護層を形成する前の前記切断側面に対して、超音波洗浄を行う工程をさらに備え、
前記超音波洗浄に用いられる洗浄液に前記脱脂剤が含まれている請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。 - 前記脱脂剤は、縮合リン酸塩を含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 前記縮合リン酸塩は、ピロリン酸塩である請求項7に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 前記縮合リン酸塩は、ピロリン酸カリウムである請求項8に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 前記脱脂剤は、アルキル基の炭素数が1以上12以下であるポリアルキレングリコールアルキルエーテルを含む請求項1〜9のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 前記ポリアルキレングリコールアルキルエーテルは、ポリエチレングリコールアルキルエーテルである請求項10に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 前記ポリアルキレングリコールアルキルエーテルは、ポリエチレングリコールラウリルエーテルである請求項11に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
- 前記脱脂剤を含む液の温度は、10℃以上、70℃以下である請求項1〜12のいずれか1項に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
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