JPH02106911A - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、積層セラミックコンデンサの製造方法に関す
る。

〈従来の技術〉 積層セラミックコンデンサは、通常、グリーンシートと
よばれるセラミックシート上に導電性ペーストを印刷し
たり、導電性ペーストの生シートを積層したりし、これ
らを同時焼成して得られる。

この場合グリーンシートは通常ドクターブレード法等に
より作製される。

このようにして得られた積層（多層）セラミックコンデ
ンサでは、セラミックシートの表面に凹凸が存在するた
めにその凹凸に応じて導電性ペーストから形成され、導
体層の厚みが増減するという問題がある。

上記の問題に対処するために、特開昭５３−４２３５４
号公報には、「ベース材上に流して延在せしめることに
より作成されたセラミックシートをベース材から剥し、
ベース材に接触していた面が露出するよう反転させこの
露出面上にペースト状電極剤を塗布する工程を含むこと
を特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法、」
が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記公報に開示された方法では、電極剤（導電性）ペー
スト印刷面の表面平滑性をある程度増すことができるも
のの、まだ充分ではない。

このようにセラミックシートの表面に凹凸が存在した状
態で導電性ペーストを印刷すると、凹凸にそって印刷さ
れることとなり、焼成して導体層としたとき、特に導体
層の厚さを薄くするようなときには、連続性が低下し、
ひいては断線する場合もあり、コンデンサとしたときの
特性、特に高周波特性、損失係数等が劣化する。

本発明は、セラミックシートの表面の平滑性を増すこと
によって導体層の連続性を向上することができ、その結
果、コンデンサとしての特性に優れ、かつ導体層の厚さ
を薄（でき、コスト的にも有利な積層セラミックコンデ
ンサの製造方法を提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、セラ
ミックシート上に導電性ペーストを積層して同時焼成す
る工程を有する積層セラミックコンデンサの製造方法で
あって、前記セラミックシートに導電性ペーストを積層
するに際し、セラミックシートの導電性ペースト積層側
面を加圧して表面を平滑にするものである。

なお、特開昭４９−７７１６２号公報には、［セラミッ
クと金属との交互の層を所定のパターンにして互いに接
合して多層セラミック・コンデンサを製造する方法であ
って、セラミック層と電極層を互いに接合する前にセラ
ミック粉末を圧縮してセラミック・シートを形成するこ
とを特徴とする多層セラミック・コンデンサの製造方法
、」が開示されている。

この方法は、粉末圧延技術によってセラミック層を形成
するものであり、グリーンシートを作製した後ロール処
理する本発明とは明らかに異なるものである。

〈具体的構成〉 以下、本発明の構成について詳細に説明する。

本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、グリ
ーンシートとよばれるセラミックシート上に導電性ペー
ストを積層して同時焼成する工程を有する。

上記のセラミックシートは、誘電材料の粉末（セラミッ
ク粉末）に結合剤、可塑剤、解膠剤、溶剤等の添加剤を
混合して調整した泥漿から形成されるものである。

具体的な方法としては、ドクターブレード法、スプレー
法、カレンダロール法、スクリーン印刷法、ドローイン
グ法等が挙げられ、通常ドクターブレード法によって形
成される。　　ドクターブレード法については、「セラ
ミックス材料技術集成」　（産業技術センター）等の成
書を参照することができる。

このようにして形成されたセラミックシートは、導電性
ペーストを積層するに際し、セラミックシートの導電性
ペースト積層側面を加圧して平滑化する。

このように加圧する具体的な手段は種々のものであって
よい。

本発明においては、ロール処理が好ましく用いられる。

このロール処理は、表面平滑なロール間にセラミックシ
ートを通過させて行うものである。

通過させるロールは２本以上であれば、特に制限はない
、　セラミックシートの片側の面に導電性ペーストが積
層される構成となる場合はその片側の面が接触するロー
ルのみを表面平滑なものとすればよく、両側の面に積層
される構成となる場合はその両側の面が接触するロール
をすべて表面平滑なものとすればよい。

特に、本発明においてロール処理する際のロールの並び
方としては、カレンダーでの構成を適用することが好ま
しい、　その複数のロールの並び方には種々の方法があ
るが、ロールの数は３〜５本程度とし、逆り字型、Ｌ型
、Ｚ型等いずれであってもよい。

なお、表面平滑なロール面の表面粗さは、セラミックシ
ートを形成する際に用いるセラミック粉末の粒径により
応じ決定すればよい。

具体的には、ＪＩＳＢＯ６０１に従い、１０点平均粗さ
（Ｒｚ）が、セラミック粉末の粒径の５０％以下、特に
１０％以下、より好ましくは５％以下であるか、Ｒｚが
２戸以下、より好ましくは１μ以下のいずれかを満足す
ることが好ましい。

なお、レファレンス長さ（Ｌ）は０．２５ｍａ＋である
。

このような表面平滑なロールの材質は、前記の表面粗さ
を有するものであれば特に制限はなく、通常ステンレス
等の金属製とするのがよい。

また、上記ロールと組合せる表面特性に制限のないロー
ルの材質は特に制限はなく、ゴム製、金属製等種々のも
のであってよい。

上記ロールの加圧圧力は３〜５０　ｋｇ／ｃａ”、好ま
しくは３〜２０　ｋｇ／ｃｍ”とするのがよい。

温度は、セラミックシート中の有機物にもよるが、２０
〜１００℃程度が適当である。

このようにロール処理することにより得られたセラミッ
クシートの導電性ペースト積層側面の表面粗さＲｚは、
ロール処理前の表面粗さに対して、６０％以下、より好
ましくは５０％以下となることが好ましい。

なお、本発明においては、ロール処理にかえ表面平滑な
面を有する平滑板を使用して加圧してもよい、　この場
合セラミックシートの導電性ペースト積層側面に表面平
滑な面が接触するようにセラミックシートと平滑板とを
接触させ加圧すればよい。

この場合用いる平滑板の材質や加圧条件は前記と同様と
すればよい。

このように、セラミックシートの導電性ペースト積層側
面を加圧することにより、セラミックシートの導電性ペ
ースト積層側面の表面平滑性を増し、表面の凹凸を減少
させることができる。

また得られるセラミックシートの厚さはｌＯ〜５０−程
度である。

セラミックシートを形成する際に用いられる誘電材料と
しては、種々の誘電材料を用いてよいが、酸化チタン系
およびチタン酸系複合酸化物あるいはこれらの混合物が
好ましい、　　酸化チタン系としては、必要に応じＮｉ
ｐ。

ＣｕＯ１Ｍ　ｎ　ｓ　Ｏ４Ａ　Ｑ　＊　Ｏｓ　　Ｍ　ｇ
　Ｏ−Ｓ　ｉ　Ｏ＊　、を含むＴ　ｉ　Ｏ＊等、チタン
酸系複合酸化物としては、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ　、　
Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ、ＣａＴｉＯｓ　、ＭｇＴｉＯｓ
やこれらの混合物等が挙げられる。

これらの誘電材料の粉末は、通常１粒径ｌ〜５−程度の
ものが用いられる。

誘電材料の粉末の泥漿を調整する際に用いられる結合剤
、可塑剤、解膠剤、溶剤等の添加剤は種々のものであっ
てよい。

結合剤としては、例えばエチルセルロース、アビエチン
酸レジン、ポリビニール・ブチラールなど、 可塑剤としては、例λばアビエチン酸誘導体、ジエチル
蓚酸、ポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコ
ール、フタール酸エステル、フタール酸ジブチルなど、 解膠剤としては、例えばグリセリン、オクタデシルアミ
ン、トリクロロ酢酸、オレイン酸、オクタジエン、オレ
イン酸エチル、モノオレイン酸グリセリン、トリオレイ
ン酸グリセリン、トリステアリン酸グリセリン、メンセ
ーデン油など、 溶剤としては、例えばトルエン、メチルエチルケトンな
どが挙げられる。

この泥漿を調整する際の誘電材料の全体に対する割合は
５０〜８０實ｔ％程度とし、その他、結合剤は２〜５ｗ
ｔ％、可塑剤はＯ，１〜５ｗｔ％、解膠剤は０．１〜５
ｗｔ％、溶剤は２０〜５０ｗｔ％程度とする。

上記のようにして形成したセラミックシート（グリーン
シート）には導電性ペーストが塗布される。　この塗布
は、転写法、スクリーン印刷法等の印刷法により行えば
よい。

また、導電性ペーストの生シートを作製し、セラミック
シート上に積層してもよい。

このように導電性ペーストを積層した後、同時焼成する
。　この焼成により、セラミックシートは積層セラミッ
クコンデンサの誘電体層、導電性ペーストは積層セラミ
ックコンデンサの導体Ｎ（内部電極）となる。

焼成温度は、例えば８００〜１４００℃、焼成雰囲気は
、導電性ペーストに導体材料としてＮ１、Ｃｕが含まれ
る場合は非酸化性とするが、他は空気中等で行えばよい
。

このような積層セラミックコンデンサとしては、例λば
、第１図に示されるものが挙げられる。

第１図に示されるように、積層セラミックコンデンサｌ
は、従来のものと同様、内部電極２１．２５と誘電体層
３を交互に積層し、各内部電極２１．２５に導通するよ
うに一対の外部電極４１．４５を設けたものである。

誘電体層３の積層数は目的に応じて定めればよいが１通
常は１〜５０程度とする。　−層あたりの厚さは通常５
０〜１５０−程度とする。

また、内部電極２１．２５の厚さは、通常２〜５戸、特
に２〜３鱗程度とするが、本発明では内部電極の連続性
が向上するため、１μまで薄くすることができる。

本発明における導電性ペーストは、導体材料を有機ビヒ
クル中に分散させたものである。

導体材料としては導電性の無機材質であるならば特に制
限はないが、特に金属または焼成後に金属となる酸化物
であることが好ましい。

このような場合、上記における金属成分としては、Ｐｄ
％Ａｇ、ＣｕおよびＮｉのうちの１種以上を含む金属単
体ないし合金、特にＰｄまたはＰｄ合金が好適である。

　この場合、Ｐｄは酸化パラジウムであってもよい。

この他、これらとＰｔ、Ａｕ、Ｒｈ等の各種金属等との
合金であってもよい。

このような導体材料は、球状、リン片状等、その形状に
特に制限はなく、またこれらの形状のものが混合したも
のであってもよい。

また、平均粒径は０．１〜１０μ、さらには０．１〜１
戸程度のものを用いればよい。

有機質ビヒクルは、バインダーおよび溶剤を含有するも
のである。

バインダーとしては、例えばエチルセルロース、アクリ
ル樹脂、ブチラール樹脂等公知のものはいずれも使用可
能である。

バインダー含有量はＯ〜５重量重量％上する。

溶剤としては、例えばテルピネオール、ブチルカルピト
ール、ケロシン等公知のものはいずれも使用可能である
。

溶剤含有量は２０〜５５重量％程度とする。

この他、総計ＩＯ重量％程度以下の範囲で、必要に応じ
、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステ
ル等の分散剤や、ジオクチルフタレート、ジブチルフタ
レート、ブチルフタリルグリコール酸ブチル等の可塑剤
や、デラミ防止、焼結抑制等の目的で、誘電体、磁性体
、絶縁体等の各種セラミック粉体等を添加することもで
きる。

また、有機金属レジネートを添加することも有効である
。

外部電極４１，４５は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属から
形成することができ、その厚さは通常２０〜３００μ程
度とする。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例１ 平均粒径２μのＢａＴｉｏａｌ重量部に対し、テルピネ
オール０．２重量部およびエチルセルロース０．０３重
量部、さらにはブチルカルピトール０．２重量部を含有
する泥漿を調整し、ドクターブレード法によりセラミッ
クシートを作製した。　これをセラミクシートＮｏ、ｌ
とする。

このセラミックシートＮｏ、ｌをロール本数４本で逆り
型構成のカレンダーでロール処理を施した。　このとき
のカレンダー圧力は３ｋｇ／　ｃｎｆとした。

これをセラミックシートＮ０９２とする。

上記において、カレンダー圧力を５ｋｇ／【ｎｆ、２０
　ｋｇ／　ｃゴとする他は同様にロール処理したものを
、それぞれセラミックシートＮ０１３、Ｎｏ、４とする
。

また、カレンダー圧力３　ｋｇ／　ｃｒｒ！としてロー
ル処理を２回（つかえしたものをセラミックシートＮ０
０５とする。

これらのセラミックシートＮ００１〜 Ｎｏ、５についてＪＩＳＢＯ６０１に従い、表面粗さ（
Ｒｚ）を測定した。

ただし、基準長さ（Ｌ）は０．２５ａ＋ｍとした。

Ｒｚ を表１に示す。

表１ セラミックシート Ｎｏ。

１、（比較） ２、（本発明） ３、（本発明） ４、（本発明） ５、（本発明） Ｒｚ（μ） １　、８ ０、　９ ０　、８ ０．６ ０、　４ 一方、平均粒径０．６μの球状Ｐｄ粒子１重量部に対し
ブチルカルピトール０．８重量部およびエチルセルロー
ス０．０３重量部、さらにはケロシン０．２重量部を加
え導電性ペーストを得た。

セラミックシートＮｏ、１−Ｎｏ、５に対し、導電性ペ
ーストの使用量をかえ、セラミックシート上に導電性ペ
ーストを転写法により印刷した。　その後積層し、１３
５０℃で３時間空気中で焼成を行った。

誘電体層−層当りの厚さは１０戸とし、内部電極の厚さ
は表２に示すものとし、積層数は１１とした。

その後、Ａｇ−Ｐｄ金属ペーストを用いて外部電極を形
成し、積層セラミックコンデンサとした。

このようにして作製した積層セラミックコンデンサ（サ
ンプル）について内部電極の平均厚さと被覆率を求めた
。

内部電極の厚みは、サンプルを破断し、その破断面をＳ
ＥＭにて観察して求めた。

内部電極の被覆率は、得られた積層セラミックコンデン
サの内部電極面を露出し、非分散型スペクトル分析によ
りＰｄで被覆されている面積を求めた。

この結果を表２に示す。

表 Ｎｏ。

シートＮｏ。

Ａ（比較） Ｂ（比較） Ｃ（比較） Ｄ（比較） Ｅ（本発明） Ｆ（本発明） Ｇ（本発明） Ｈ（本発明） 厚み （％） ２．４ ２．３ ２、　１ １．８ １．９ １．８ １．７ １、６ ６７、０ ６９．５ ７２、５ ＜５０ ７５、７ ７６、１ ７８、２ ８２、４ 本発明のサンプルについて、静電容量、損失係数、高周
波特性、絶縁抵抗等の特性を調べたところ、本発明のサ
ンプルはコンデンサとしての実用に十分耐え得るレベル
にあることが確かめられた。

なお、比較サンプルＤでは、被覆率がきわめて低（、電
極として作用せず、容量がとれなかった。

〈発明の効果〉 本発明によれば、セラミックシート表面の平滑性を増す
ことができる。　このため導電ペーストを均一かつ平坦
に積層することができる。

従って焼成して積層セラミックコンデンサとした場合、
導体層の連続性を向上させることができ、導体層も薄く
することができる。　　また、高周波特性が良好で、損
失係数が低いなど、コンデンサとしての特性にも優れ、
かつコスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における積層セラミックコンデンサの
１例を示す断面図である。 符号の説明 １・・・積層セラミックコンデンサ、 ２１．２５・・・内部電極、 ３・・・誘電体層、 ４１．４５・・・外部電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックシート上に導電性ペーストを積層して
   同時焼成する工程を有する積層セラミックコンデンサの
   製造方法において、前記セラミックシートに導電性ペー
   ストを積層するに際し、セラミックシートの導電性ペー
   スト積層側面を加圧して表面を平滑にすることを特徴と
   する積層セラミックコンデンサの製造方法。