JPH0362509A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - 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、ビデオテープレコーダ、液晶テレビ等の電気
製品に広く用いられている積層セラミックコンデンサ等
の積層セラミック電子部品の製造方法に関するものであ
り、他にも、広く多層セラミック基板、積層バリスタ、
積層圧電素子等の積層セラミック電子部品を製造する際
においても利用可能なものである。

従来の技術 近年、電子部品の分野においても、回路部品の高密度化
に伴い、積層セラミックコンデンサ等のますますの微小
化及び高性能化が望まれている。

第６図は、積層セラミックコンデンサの一部分を断面に
て示す図である。第６図において、１はセラミック誘電
体層、２は内部電極、３は外部電極である。前記内部電
極２は、おのおの外部電極３に接続されている。

従来、積層セラミックコンデンサは、次のような製造方
法によって製造されていた。

まず、所定の大きさに切断されたセラミック生シート上
に、所定の電極インキを印刷し、前記電極インキを乾燥
させ、電極インキ膜とし、この電極インキ膜の形成され
たセラミック生シートを必要枚数だけ積層し、セラミッ
ク生積層体とし、このセラミック生積層体を所望する形
状に切断し、焼成し、外部電極を取付けて完成させてい
た。

しかし、このようなセラミック生シート上に電極インキ
を直接印刷する方法は、電極インキをセラミック生シー
ト上に印刷する際に、電極インキに含まれる溶剤によっ
てセラミック生シートが膨潤したり、侵されたりするこ
とが問題になっていた。さらに、セラミック生シートが
薄くなるほど、セラミック生シート自体にピンホールも
発生しやすくなるため、内部電極同志のショートが発生
してしまう問題点があった。

このため、従来よりこの問題に対して、電極インキ膜を
セラミック生シート内部に埋め込むことにより、問題を
解決しようとするいくつかのアプローチが採られていた
。

このような電極埋め込み方法としては、特開昭５６−１
６９３１４号公報で開示されているように、支持体上に
電極インキ膜を印刷形成しておき、次にこの上にキャス
チング法でセラミック生シートを形成する方法、さらに
は特公昭４〇−１９９７５号公報、特公昭６０−２９２
０９号公報で開示されているように、電極インキを塗布
、乾燥後、連続的にセラミックのスラリーを塗布し、こ
れを支持体から剥離することにより、電極埋め込みセラ
ミック生シートを得る方法がある。

しかし、これらの方法により作った電極埋め込みセラミ
ック生シートは、支持体から剥離されて積層されるため
に、その膜厚が薄くなると、機械的強度が極端に減少す
ることから、もはやそれ自体では取扱いできなくなる。

このため、１５ミクロン程度以下の薄層化は行えなかっ
た。

さらに、特開昭５６−１６９３１５号公報で開示される
ように、未乾燥の電極インキ上に、セラミック生シート
をキャスチング法または印刷法により形成した後、前記
セラミック生シートを電極インキごと支持体より剥離す
ることを特徴とするセラミック生シート上への電極形成
方法が提案されている。しかし、この場合も電極埋め込
みセラミック生シートの厚みが薄くなるほど、その機械
的強度が低下する問題点があった。このため、特に１５
μｍ程度以下の電極埋め込みセラミック生シートの場合
、支持体より剥離する際に、前記電極埋め込みセラミッ
ク生シートが延びたり、切れたりしてしまう不都合が生
じるものであった。このため、支持体から剥離された後
での電極埋め込みセラミック生シートに対するパンチン
グ精度（パンチングシートの外径寸法の変化率）がいく
ら優れていても、電極埋め込みセラミック生シートが薄
ければ薄いだけ機械的強度が低下するため、支持体から
電極埋め込みセラミック生シートを剥離する際に、電極
埋め込みセラミック生シートが部分的に延びたり、切れ
たりしてしまう問題点を有していた。

次に、第７図を用いて、支持体表面より電極埋め込みセ
ラミック生シートを剥離する様子を説明する。第７図に
おいて、４は電極、５はセラミック生シートであり、電
極４とセラミック生シート５より電極埋め込みセラミッ
ク生シート６が形成されている。また、７は支持体であ
り、この支持体７の表面に電極埋め込みセラミック生シ
ート６が形成されることになる。また、第７図において
、矢印は電極埋め込みセラミック生シート６を剥がす方
向及び剥離の力を示すものである。また、第７図におい
て、Ａの部分は支持体７より剥離され終った電極埋め込
みセラミック生シート６の部分を、Ｂの部分は支持体７
より電極埋め込みセラミック生シート６が剥離されつつ
ある部分を、Ｃの部分は支持体７上に形成された電極埋
め込みセラミック生シート６が剥離されていない状態の
部分を示すものである。

第７図に示すように、支持体７より電極埋め込みセラミ
ック生シート６を剥離する際、支持体７の方が腰が強い
ため、電極埋め込みセラミック生シート６の方からしか
剥がすことができない。このため、第７図に示すような
形で電極埋め込みセラミック生シート６を支持体７の表
面より剥離することになるが、この時、Ｃの部分には剥
離時では応力が発生していないが、Ａの部分及びＢの部
分には剥離の力が直接かかるため、電極埋め込みセラミ
ック生シートが薄くなるほど大きな応力が発生すること
になる。そして、電極埋め込みセラミック生シートが薄
くなるほど、電極埋め、込みセラミック生シート自体の
機械的強度が低下することになり、この結果、電極埋め
込みセラミック生シートが破壊され易くなる。このよう
な剥離の際に大きな力がかかった電極埋め込みセラミッ
ク生シートは、クラック（割れ）や局所的な伸びを生じ
ているため、剥離後のパンチング精度が優れていても、
歩留りよく信頼性の高い積層セラミック電子部品を製造
することはできない。また、電極埋め込みセラミック生
シートの支持体表面よりの剥離性を向上させるため、支
持体表面にシリコン樹脂等を用いて剥離処理を行うこと
ができる。しかし、支持体表面の剥離性を向上させると
、電極インキの印刷時に電極インキ自体がはじかれてし
まい、精度よく印刷することができなくなる問題がある
。

このため、特開昭５９−１７２７１１号公報では、支持
体上に形成された電極をセラミック生シートに埋め込み
、支持体ごと積層、焼成して積層セラミックコンデンサ
を製造する方法が提案されている。しかし、支持体ごと
焼成するためには、支持体自体の膜厚が１．５〜１４ミ
クロン程度と非常に薄いものを用いる必要がある。また
、積層数に比例して焼成される支持体の量も増加してし
まい、デラミネーション（層間剥離）が発生しやすくな
る。このため、積層数を増すほど支持体は薄くする必要
がある。また、このような薄い支持体は取扱いに＜＜、
機械的強度も悪い。さらには、電極インキ膜の厚みに起
因する凹凸の発生を低減できなかった。このため、この
方法ではデラミネーションの発生以外に、積層精度にも
問題が生じるものであった。

発明が解決しようとする課題 このような積層セラミック電子部品の製造方法において
は、電極埋め込みセラミック生シートが薄くなるほど、
安定して電極埋め込みセラミック生シートを剥離するこ
とができなくなる。さらに、剥離された後の電極埋め込
みセラミック生シートは機械的強度が小さいため、精度
よく積層時の位置合わせ等の積層作業には耐えられない
。

また、積層されたとしても電極埋め込みセラミック生シ
ートが支持体より剥離された時にクラック、延び等が発
生し易い。この結果、このためセラミック生シートが薄
くなるほど歩留り良い積層を行うことができない問題点
を有していた。

また、未乾燥もしくは半乾燥の状態の電極インキ上に、
セラミックのスラリーを塗布する際、前記電極インキが
かすれてしまうため、前記電極インキの印刷形状に悪影
響を与えてしまう問題点も有していた。

本発明は前記課題に鑑み、電極埋め込みセラミック生シ
ートを支持体より剥離することなく、他のセラミック生
シートもしくは他の電極上に熱圧着させた後に、支持体
のみを剥離することで、電極埋め込みセラミック生シー
トを転写することができる構成とし、電極埋め込みセラ
ミック生シートの膜厚が１５μｍ程度以下と薄くなった
場合でも、精度よく電極埋め込みセラミック生シートを
転写することにより、高精度かつ高速な積層時の位置合
わせを行うこと、さらには未乾燥もしくは半乾燥の状態
の電極インキ上に、セラミックのスラリーを塗布した際
でも、前記電極インキの印刷形状に悪影響を与えない製
造方法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 前記課題を解決するために、本発明の積層セラミック電
子部品の製造方法は、支持体上に電極インキを印刷し、
前記電極インキが未乾燥もしくは半乾燥の状態で前記電
極インキを含む支持体上に、前記電極インキの塗布厚み
以上に、セラミックのスラリーをキャスチング法または
印刷法により塗布した後、乾燥させて製造した電極埋め
込みセラミック生シートを、前記支持体より剥離するこ
となく他のセラミック生シートもしくは他の電極の上に
・熱圧着させた後に、前記支持体のみを剥離し、前記電
極埋め込みセラミック生シートを前記他のセラミック生
シートもしくは他の電極上に転写する構成としたもので
ある。

作用 本発明は前記した構成によって、電極埋め込みセラミッ
ク生シートを支持体ごと取扱うことができるために、薄
く機械的強度の低い電極埋め込みセラミック生シートで
も作業時の取扱いが容易なものとなる。また、積層時の
位置合わせはセラミック生シートでなく、機械的強度１
寸法精度の優れた支持体を用いて行うことになり、積層
精度を向上させることができることとなる。さらに、電
極埋め込みセラミック生シートより支持体を剥離する際
、電極埋め込みセラミック生シートは、他のセラミック
生シートもしくは他の電極の上に強固に転写された状態
で行うことになり、電極埋め込みセラミック生シートの
機械的強度が低い場合においても、安定して支持体を剥
離することができることとなる。

また、未乾燥もしくは半乾燥の状態の電極インキの上に
、セラミックのスラリーを塗布した際でも、前記電極イ
ンキの印刷形状に悪影響を与えないものである。

実施例 以下、本発明の一実施例の積層セラミ・ツクコンデンサ
の製造方法及び積層方法について、図面を参照しながら
説明する。

第１図及び第２図は、本発明の第１の実施例における電
極埋め込みセラミック生シートを積層する様子を説明す
るための図である。第１図、第２図において、８は台、
９，９ａは支持体、１０はセラミック生積層体、１１．
ｌｌａは電極、１２はセラミック生シート、１３は電極
埋め込みセラミック生シートであり、電極１１ａとセラ
ミック生シート１２より構成されている。１４はヒータ
、１５は熱盤、１６は転写された電極、１７は転写され
たセラミック生シート、１８は転写された電極埋め込み
セラミック生シートであり、転写された電極１６と転写
されたセラミック生シート１７より構成されている。ま
た、矢印は熱盤１５の動く方向を示す。

まず、第１図を用いて説明する。まず、支持体９ａの電
極埋め込みセラミック生シート１３が形成されていない
側に、ヒータ１４により加熱された熱盤１５を置く。一
方、支持体９ａの電極埋め込みセラミック生シート１３
の形成された・側に、台８上に固定した支持体９及びセ
ラミック生積層体１０を置く。この時、セラミック生積
層体１０の表面に転写、印刷等の適宜の方法によって電
極１１を形成しておく。ここで、セラミック生積層体１
０の表面には必ずしも電極１１が形成されている必要は
ない。また、支持体９も必要に応じて用いれば良い。次
に、第１図に示す状態から、熱盤１５によりセラミック
生積層体１０の表面に、支持体９ａの表面に形成された
電極埋め込みセラミック生シート１３を加熱圧着させる
。

次に、第２図を用いて説明する。この第２図は、第１図
に示す電極埋め込みセラミック生シート１３をセラミッ
ク生積層体１０の表面側に転写した後の図である。すな
わち、第２図のように、熱盤１５によって支持体９ａ上
の電極埋め込みセラミック生シート１３は、セラミック
生積層体１０の表面に転写され、これにより転写された
電極１６及び転写されたセラミック生シート１７よす構
成される転写された電極埋め込みセラミック生シート１
８を形成する。

また、第３図及び第４図は、前記第１の実施例の変形例
を示し、電極１１の形成されたセラミック生積層体１０
の表面に、支持体９ｂの上に形成されたセラミック生シ
ート１２ａを加熱圧着させ、転写されたセラミック生シ
ート１７を形成した後に、電極埋め込みセラミック生シ
ート１３を加熱圧着する様子を示す。ここで、第１図、
第２図の工程や、第３図、第４図の工程を繰り返すこと
で多層にわたり積層することも可能である。

次に、さらに詳しく説明する。まず、電極インキ膜を形
成するための電極インキとしては、市販の電極インキ（
積層コンデンサ内部電極用Ｐｄペースト）に溶剤を添加
し、適当な粘性及び乾燥速度になるように調整した（以
下、簡単に電極インキと呼ぶ）。

次に、セラミックのスラリーの作り方について説明する
。まず、ポリビニルブチラール樹脂を含む熱可塑性樹脂
を、溶剤と可塑剤中に加え、充分溶解した後、この中に
粒径約１ミクロンのチタン酸バリウムを主体としてセラ
ミック粉末を５ボールミルを用いて分散させ、所定のフ
ィルターを用いて濾過し、セラミックのスラリーとした
（以下、簡単にセラミックのスラリーと呼ぶ）。

次に、電極埋め込みセラミック生シートの作り方につい
て説明する。まず、支持体としては、市販の膜厚７５ミ
クロンの電極インキが精度よく印刷できる範囲の弱い剥
離処理の施されたポリエチレンテレフタレートフィルム
を用いた。次に、この上に、所定の電極パターンでもっ
て前記電極インキを一定の間隔を空けながら連続的に印
刷した。ここで、電極の形状は、３．５Ｘ１．（１９メ
ートルのものを用いた。前記の電極インキを印刷した後
、電極インキが乾燥する前に、セラミックのスラリーを
ドクターブレードを用いて、前記間、刷された電極イン
キ全面をベタに覆うように塗布した。この際、セラミッ
クのスラリーの塗布厚みは、前記電極インキの塗布厚み
以上とした。

なお、ここで未乾燥の電極インキの厚みをＷｅｔＦ　ｉ
ｌｍ　Ｔ　ｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｇ　ａｕｇｅを用いて測
定したところ、約４〜５ミクロンであった。また、セラ
ミックのスラリーの厚みを同様に測定すると、約２０〜
２３ミクロンであった。次に、温風乾燥機を用いて、電
極インキ及びセラミックのスラリーを乾燥させることで
、支持体上に電極埋め込みセラミック生シートを形成し
た。ここで、マイクロメータを用いて、でき上がった電
極埋め込みセラミック生シートのセラミック生シートだ
けの膜厚を測定したところ、セラミック生シートの厚み
は１６ミクロンであった。また、セラミックのスラリー
に含まれる溶剤の種類及び添加量を変えることで、スク
リーン印刷法でも同様に電極埋め込みセラミック生シー
トを製造することができた。

次に、この電極埋め込みセラミック生シート１３を用い
た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。まず、厚み２００ミクロンの電極の形成されていな
いセラミック生ｆｉｌ１体１０を、支持体９ごと第１図
の台８上に固定した。この上に、第１図及び第２図のよ
うに、必要な積層数だけ電極埋め込みセラミック生シー
ト１３を転写した。ここで、転写は温度８０℃、圧力１
５キログラム毎平方センチメートルの条件下で支持体９
ａの側から熱盤１５を用いて行い、電極埋め込みセラミ
ック生シート１３を転写した後、支持体９ａを剥がして
行った。

以下、これを繰り返し、電極が前記第６図のように交互
にずれるようにし、電極を１０１層になるようにした。

そして、最後に焼成時のソリ対策や機械的強度を上げる
ために、電極が形成されていないセラミック生シートを
厚み２００ミクロン相当転写した。このようにして得た
積層体を２．４Ｘ１．６ミリメードルのチップ状に切断
した後、■３００℃で１時間焼成した（以下、発明品と
呼ぶ）。

次に、従来の工法の例として、前記の支持体上に形成さ
れた電極埋め込みセラミック生シートを支持体から剥離
し、この剥離された電極埋め込みセラミック生シートを
、２枚の厚み２００μｍのセラミック生シートの間に、
電極が１０１層になるように糟み重ね、加圧し積層体を
作り、これを２．４Ｘ１．６ミリメードルのチップ状に
切断した後、１３００℃で１時間焼成した（以下、従来
品と呼ぶ）。

第１表に、発明品および従来品の比較結果を示す。

〈　　第　　１　　表　　〉 第１表において、発明品の場合は支持体ごと取扱えるた
め、従来品に比較して、取扱い性９寸法精度、積層精度
１機械的強度、積層精度が共に優れていた。また、積層
速度に関しては、従来品の方が所定の積層数を１度に積
層できるため、発明品（１層ずつ積層する）に比較して
優れていた。

しかし、従来品では、電極埋め込みセラ、ミック生シー
トが薄くなるほど、急激に取扱い性が悪くなり、また支
持体表面より電極埋め込みセラミック生シートを剥離す
る際に、電極埋め込みセラミック生シートが破れたり、
延びたりするため、積層に用いることのできるような電
極埋め込みセラミック生シートを得ることがほとんどで
きなかった。また、辛うじて剥離できた電極埋め込みセ
ラミック生シート自体もその薄さのためほとんど取扱い
できなく、また不均一に延びていたため、発明品に比較
し、従来品では積層に用いることのできるような良品を
得ることができなかった。このため、従来品では剥離工
程でほとんどの電極埋め込みセラミック生シートに不良
が発生し、焼成工程まで進めることのできたものはほと
んどなかった。

次に、第５図は本発明の第２の実施例における熱ローラ
を用いて電極埋め込みセラミック生シートを転写する方
法を説明するための図である。第５図において、２０は
熱ローラであり、ヒータ１４ａにより一定温度に設定さ
れている。そして、電極埋め込みセラミック生シート１
９がセラミック生積層体１０と熱ローラ２０−の間を通
る時、電極埋め込みセラミック生シート１９は、セラミ
ック生積層体１０の表面に転写され、転写された電極埋
め込みセラミック生シート１９となる。この方法による
と、電極埋め込みセラミック生シートの転写を連続的に
行うことができることになり、電極埋め込みセラミック
生シートの積層速度を従来方法以上に上げることもでき
る。

特に、本発明においては、すべての電極埋め込みセラミ
ック生シートが完全に平坦化されている必要はない。つ
まり電極埋め込みセラミック生シート表面の電極の埋め
込まれた部分の表面が完全に平坦化されていなく、多少
臼が残っている場合でも、電極埋め込み部が凹になった
電極埋め込みセラミック生シートと、組み合わせて積層
することにより、トータル積層体として電極の厚みを吸
収することができる。

なお、本発明において、転写時には熱以外に、光、電子
線、マイクロウェーブ、Ｘ線等を、用いて転写を行って
も良い。また、用いる樹脂の種類、可塑剤の種類や添加
量を変えることにより、保存安定性、転写温度の低下（
室温）、積層の高速化も可能である。

さらに、本発明の製造方法は、前記実施例で述べた積層
セラミックコンデンサに適用する以外に、多層セラミッ
ク基板、積層バリスタ等のその他の積層セラミック電子
部品においても適用できるものである。

発明の効果 以上のように本発明は、支持体上に電極インキを印刷し
、前記電極インキが未乾燥もしくは半乾燥の状態で前記
電極インキを含む支持体上に、前記電極インキの塗布厚
み以上に、セラミックのスラリーをキャスチング法また
は印刷法により塗布した後、乾燥させて製造した電極埋
め込みセラミック生シートを、前記支持体より剥離する
ことなく他のセラミック生シートもしくは他の電極の上
に熱圧着させた後に、前記支持体のみを剥離し、前記電
極埋め込みセラミック生シートを前記能のセラミック生
シートもしくは他の電極上に転写することにより、電極
埋め込みセラミック生シートが薄くなった場合でも、安
定して電極埋め込みセラミック生シートの積層を行える
ことになる。また、電極インキの塗布厚み以上にセラミ
ックのスラリーを塗布することで歩留りよく電極埋め込
みセラミック生シートを製造することができ、前記電極
埋め込みセラミック生シートを、支持体と同時に取扱え
ることにより、その機械的な強度を低下させることなく
取扱え、精度よく積層することができ、歩留りよく積層
セラミック電子部品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１の実施例における電極
埋め込みセラミック生シートを積層する様子を説明する
ための図、第３図及び第４図は前記第１の実施例の変形
例を説明するための図、第５図は本発明の第２の実施例
における熱ローラを用いて電極埋め込みセラミック生シ
ートを転写する方法を説明するための図、第６図は積・
層セラミックコンデンサの一部を断面にて示す図、第７
図は従来例において支持体表面より電極埋め込みセラミ
ック生シートを剥離する様子を説明する図である。 ８・・・・・・台、９．９ａ、９ｂ・・・・・・支持体
、１０・・・・・・セラミック生積層体、１１．ｌｌａ
・・・・・・電極、１２．１２ａ・・・・・・セラミッ
ク生シート、１３・・・・・・電極埋め込みセラミック
生シート、１４．１４ａ・・・・・・ヒータ、１５・・
・・・・熱盤、１６・・・・・・転写された電極、１７
・・・・・・転写されたセラミック生シート、１８・・
・・・・転写された電極埋め込みセラミック生シート、
１９・・・・・・転写された電極埋め込みセラミック生
シート、２０・・・・・・熱ローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　支持体上に電極インキを印刷し、前記電極インキが未
   乾燥もしくは半乾燥の状態で前記電極インキを含む支持
   体上に、前記電極インキの塗布厚み以上に、セラミック
   のスラリーをキャスチング法または印刷法により塗布し
   た後、乾燥させて製造した電極埋め込みセラミック生シ
   ートを、前記支持体より剥離することなく他のセラミッ
   ク生シートもしくは他の電極の上に熱圧着させた後に、
   前記支持体のみを剥離し、前記電極埋め込みセラミック
   生シートを前記他のセラミック生シートもしくは他の電
   極上に転写す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。