JPH04112411A - グリーンシート - 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】

この発明は、積層セラミック電子部品用セラミックグリ
ーンシートに関する。

【従来の技術】

積層コンデンサなど、セラミックグリーンシートを複数
積層して作られる積層セラミック電子部品は、一般に次
の方法で作られる。 ■チタン酸バリウム等のセラミック原料、バインダー　
可塑剤、水あるいは打機溶剤をボールミルに入れて攪拌
し、各材料をよく混合してセラミックスラリ−を作る。 ■セラミックスラリーを樹脂製の支持フィルムの上に乗
せ、ドクターブレードでセラミックスラリ−をシート状
に薄く塗工し、乾燥し、セラミックグリーンシートを形
成する。 ■セラミックグリーンシートを前記支持フィルムから剥
し、所定の大きさに切断する。その後、導電ペーストを
使ってセラミックグリーンシートの主面に内部電極パタ
ーンを印刷する。 ■第１図で示すように、内部電極パターン２ａｘ２ｂが
印刷されたセラミックグリーンシート１ａＸ　ｌｂを複
数枚積み重ね、さらにその上下に内部電極パターン２ａ
、２ｂが印刷されてないセラミックグリーンシート１、
ｌを積み重ね、これを加熱し、かつ圧力を加えながら積
層する。 積層したセラミックグリーンシートは部品１個の大きさ
の部品素体単位に切断する。 ■この部品素体を焼成する。第２図に、焼成後の部品素
体６を示す。その後、この部品素体６の内部電極１２ａ
、１２ｂが露出している端面に外部電極ＩＬＩＩを形成
し、焼き付けて、第３図で示すような積層セラミック電
子部品が完成する。 ここで、セラミックスラリ−をシート状に形成するため
のバインダーとして、非水溶媒系のものとしては、ポリ
ビニルブチラールが、水溶媒系のものでは、メチルセル
ロースやポリビニルアルコール等が使われている。 これらのバインダーはガラス転移温度（以後Ｔｇと呼ぶ
）が高（、このままではセラミックグリーンシート１．
１ａ、ｌｂを積層しても結着しない。そこで、これらバ
インダーの他に、ジブチルフタレートやポリエチレング
リコール等の可塑剤を加えると共に、積層時にセラミッ
クグリーンシート１．１８１　ｌｂに２００ｋｇ／ｃｍ
２程度の圧力を加えながら７０℃〜９０℃の温度に加熱
し、セラミックグリーンシートの結着を図る。 このように、セラミックグリーンシート１．１ａｔｌｂ
の平均のＴｇを越える温度でセラミックグリーンシート
１ｓｌａ１　ｌｂを加熱すると、セラミックグリーンシ
ート１ｘｌａｘｌｂの表面に接着力が生Ｕ１　　セラミ
ックグリーンシート１．１８１　ｌｂ同志が互いに結着
できるようになる。前記セラミックグリーンシート１１
１ａ１　ｌｂの平均のＴｇの低下を促すのが前記可塑剤
であり、結着を助けるために積層したセラミックグリー
ンシートに圧力を加えるのである。 このような目的で従来使われている可塑剤は、ジブチル
フタレート、ジオクチルフタレート、プロピレングリコ
ール、ポリエチレングリコール、グリセリン等である。 これらの可塑剤は、前記セラミックグリーンシートＬｌ
ａｘｌｂの平均のＴｇを低下させる作用はあっても、セ
ラミックグリーンシー）１、ｌａｓ　　ｌｂ同士を結着
させる働きはない。

【発明が解決しようとする課題】

近年、電子部品が小形化している。それに伴い、セラミ
ックグリーンシートの積層精度の向上が要求されている
。 ところが、セラミックグリーンシートの平均のＴｇを下
げるために可塑剤を使用しても、セラミックグリーンシ
ートを積層するためには、７０℃〜９０℃の温度と２０
０ｋｇ／ｃｍ２という圧力を加えなければならず、この
積層圧着工程において、部品素体を構成するセラミック
グリーンシートに歪が生じてしまっていた。歪が生ずる
と、セラミックグリーンシートを積層、焼成、切断し、
１個の部品素体に形成した際に、同じセラミックグリー
ンシートから形成したにもかかわらず、内部電極１２ａ
、１２ｂの対向面積が異なったり、誘電体層７の厚みが
異なったりするため、得られる電子部品の静電容量値や
耐圧特性等がばらつ（という問題点があった。 そこで本発明は、小さな圧力で積層可能な積層セラミッ
クグリーンシートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段］ 本発明では、前記目的を達成するため、次の手段を提案
する。 すなわち、セラミック原料とバインダー　溶媒を混合し
たセラミックスラリ−をシート状に形成してなるセラミ
ックグリーンシートにおいて、ガラス転移温度が６０℃
以上の第一のバインダー成分に加え、これよりも低いガ
ラス転移温度を有する第二のバインダー成分が添加され
ていることを特徴とするセラミックグリーンシートであ
る。 【作　　　用】 本考案によるセラミックグリーンシートでは、第一のバ
インダー成分よりもガラス転移温度がが低い第二のバイ
ンダー成分を含むため、その平均のガラス転移温度（Ｔ
ｇ）は、第一のバインダー成分のガラス転移温度よりも
低くなる。 しかも、バインダー成分は、温度がそのガラス転移温度
よりも高（なると、粘着力が発生する。 また、その流動性が良くなり、圧力を加えると、バイン
ダー成分がセラミックグリーンシートの表面に染みだし
、その表面に接触した他のグリーンシートの表面と相互
に結着させる。従って、粘着性を殆ど示さない可塑剤を
含むセラミックグリーンシートよりも小さい圧力でそれ
らを積層接着することができる。 これらにより、従来のセラミックグリーンシートに比べ
て、低温、低圧力でセラミックグリーンシートを積層、
接着することが可能となる。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を、セラミックグリーンシートの
製造方法と共に具体的に説明する。 既に述べたように、チタン酸バリウム等のセラミック原
料、バインダー　水あるいは有機溶剤をボールミルに入
れて攪拌し、各材料をよく混合してセラミックスラリ−
を作るが、この際ポリビニルブチラール、メチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール等、従来一般に用いれれて
いるバインダー成分の他に、第二のバインダー成分とし
て、これよりガラス転移点の低いバインダー成分を加え
る。 次に、セラミックスラリ−を樹脂製の支持フィルム上に
乗せ、ドクターブレードでセラミックスラリ−をシート
状に薄く塗工し、乾燥することにより、本発明によるセ
ラミックグリーンシートが得られる。 ガラス転移温度の低い第二のバインダー成分の量は第一
のバインダー成分の間に対して１％〜５０％の範囲が望
ましい。１％より少ないと、結着力が不足し、低温低圧
力ではセラミックグリーンシートの層間接着が不確実と
なり、また５０％より多いと、セラミックグリーンシー
トの平均のＴｇが低下し過ぎて、セラミックグリーンシ
ートの積層時の取扱いの過程で歪が生じやすくなる。 セラミックグリーンシートに添加する第二のバインダー
成分は、第一のバインダー成分であるポリビニルブチラ
ール、メチルセルロース、ポリビニルアルコールよりガ
ラス転移温度Ｔｇの低いものを選択する。また、焼成時
にガス分子として分解し、焼失してしまう元素のみから
構成されたものが、得られる電子部品の特性に影響を与
えないという点で望ましい。すなわち、炭素Ｃ１水素Ｈ
１酸素０１　　窒素Ｎのように、セラミックグリーンシ
ートの焼成時にＨ２Ｏ＋ＣＯ２やＮＯ８分子として焼失
してしまう元素のみで構成されたものが望ましい。具体
的には、次のものが挙げられる ポリエステル系 ポリエチレン：　Ｔｇ＝−２１〜２４℃ポリプロピレン
：　Ｔｇ＝−３５℃ ポリブテン−１：　Ｔｇ＝−４２℃ ポリペンテン：　Ｔｇ＝−５０℃ ポリイソブチレン：　Ｔｇ＝−６５〜７７℃ポリアクリ
ル酸エステル系 ポリアクリル酸メチル（ポリメチルアクリレート）：Ｔ
ｇ＝３℃ ポリアクリル酸エチル（ポリエチルアクリレート）：Ｔ
ｇ＝−２７℃ ポリアクリル酸プロピル（ポリプロピルアクリレート）
：Ｔｇ＝−４０℃ ポリアクリル酸ブチル（ポリメチルアクリレート）：Ｔ
ｇ＝−５７℃ ポリメタクリル酸エチル：　Ｔｇ＝４７℃ポリメタクリ
ル酸プロピル：　Ｔｇ＝２５〜３３℃ ポリメタクリル酸グチル：　Ｔｇ＝ＩＯ−１７°Ｃ ポリメタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル：Ｔｇ＝１５℃ ポリメタクリル酸フェニル ポリメタクリル酸シクロヘキシル ポリメタクリル酸ステアリル：Ｔｇ＝１０”Ｃポリビニ
ルアセタール系 ポリビニルホルマール ポリビニルエーテル ポリ酢酸ビニル：　Ｔｇ＝２８〜３１℃ポリウレタン樹
脂系 ポリテトラメチレンへキサメチレンウレタン：　　Ｔｇ
＝−５８℃ ポリ２−ブテンヘキサメチレンウレタン（Ｃｉ　ｓ）：
　Ｔｇ＝−３５℃ ポリ２−ブテンヘキサメチレンウレタン（ｔｒａｎｓ）
：　Ｔｇ＝＝−４４℃ ポリ２−ブチンヘキサメチレンウレタン：Ｔｇ＝−４５
℃ フラン樹脂系 エポキシ樹脂系 セルロース樹脂系 ニトロセルロース：　Ｔｇ＝５３℃ エチルセルロース：　Ｔｇ＝４３℃ アセチルプロピオニルセルロース：　Ｔｇ＝３９℃ アセチルブチリルセルロース：　Ｔｇ＝５０℃ナイロン
：Ｔｇ＝−７５℃ ポリアジピン酸エチレン：　Ｔｇ＝−７０℃ポリセバシ
ン酸テトラメチレン：Ｔｇ＝−７５℃ こうして製造されたセラミックグリーンシー）１ａ、１
ｂは、既に述べた従来のものと同様にして、その表面に
内部電極パターン２ａ１２ｂを印刷した後、第１図で示
すように、これらを複数枚積み重ね、さらに内部電極パ
ターン２ａｓ２ｂが印刷されてないセラミックグリーン
シート１．１を積み重ね、これを加熱し、かつ圧力を加
えながら積層する。この際、セラミックグリーンシート
Ｌｌａｓｌｂに含まれる第二のバインダー成分がセラミ
ックグリーンシートＬＩａｓｌｂの平均のガラス転移温
度Ｔｇを低下させ、第一のバインダー成分と共に同グリ
ーンシートの結着に寄与するため、低い温度と小さな圧
力で積層が可能である。 さらに、積層されたセラミックグリーンシートは、第２
図に示すような部品１個の大きさの部品素体６の単位に
切断される。さらに、この部品素体６を焼成した後、第
３図で示すように、この部品素体６の内部電極が露出し
ている端面に外部電極１１．１１を形成し、焼き付ける
ことにより、積層セラミック電子部品が完成する。 前記焼成工程で、セラミックグリーンシートに含まれる
バインダー成分は燃焼し、電子部品中は残らない。 次に、具体的な実施例について説明する。 実施例１ セラミック粉末としてチタン酸バリウム１００重間部と
、第一のバインダー成分としてポリビニルブチラール１
０重量部と、溶剤としてトルエン１００重量部及びエタ
ノール１００重量部とに加え、第二のバインダー成分７
としてポリエチルアクリレート（Ｔｇ＝−２７℃）を０
〜１０重量部を加えて混合し、セラミックスラリ−を作
った。 このセラミックスラリ−を用いて、既に述べたドクター
ブレード法により、厚さ２０μｍのグリーンシートを作
った。そして、このグリーンシートにスクリーン印刷法
で内部電極パターンを印刷し、これを２５℃の温度で、
積層方向に２０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加えて積層した。 そして、セラミックグリーンシートの積層前後の平面縦
寸法の比を測定し、歪を求めた。さらに、この積層され
たグリーンシートを部品素体単位に切断し、その１００
個を無作為に抽出し、表　　１ ０．１　　　　　　　　　　　　００ 目視による層間の剥がれを観察した。この結果を表■に
示す。 この結果から明かなように、セラミックスラリ−に第一
のバインダー成分に加えて、これよりガラス転移温度Ｔ
ｇの低い第二のバインダー成分を添加しなかった場合（
添加量がＯ）の従来のグリーンシートでは、シート強度
が２０ｋｇ／ｃｍ”、歪が０％ではあったが、２５℃の
温度下で、２０ｋｇ／ｃｍ２の圧力という条件ではセラ
ミックグリーンシートが確実に層間接着せず、１００％
の部品素体に層間の剥がれが見られた。これに対し、セ
ラミックスラリ−によりガラス転移温度の低い第二のバ
インダー成分を添加した本考案の実施例によるグリーン
シートでは、２５℃の温度下で、２０ｋｇ／ｃｍ２の圧
力という条件でセラミックグリーンシートが確実に層間
接着し、部品素体に層間の剥がれは全く見られなかった
。積層後のセラミックグリーンシートの歪も０％と良好
ではあるが、第二のバインダー成分を１０重量部と、比
較的多量に添加したものでは、セラミックグリーンシー
トに０．０５％と若干の歪が見られた。 実施例２ 実施例１において、第二のバインダー成分として、ポリ
エチルアクリレートに代えて、ポリプロピルメタクリレ
ートとポリウレタンとの混合物をセラミックスラリ−に
添加した。他は実施例１と同様にして、セラミックグリ
ーンシートを作り、これについて同様にして試験を行な
った。その結果を表２に示した。 表　　２ ０、　　１ ００．０６ 実施例３ 実施例１において、第二のバインダー成分として、ポリ
エチルアクリレートに代えて、ポリ表　　３ ０．１ ブチルアクリレートとポリウレアとの共重合体をセラミ
ックスラリ−に添加した。他は実施例１と同様にして、
セラミックグリーンシートを作り、これについて同様に
して試験を行なった。 その結果を表３に示した。

【考案の効果】

以上説明した通り、本発明では、従来に比べて低い温度
、小さい圧力で結着積層させることができるセラミック
グリーンシートが提供できる。したがって、加熱圧着時
のセラミックグリーンシートの歪が小さ（、小形でも正
確な特性値を「する電子部品を作ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、セラミックグリーンシートを積層する工程を
示す概略斜視図、第２図は、焼成された部品素体を示す
一部切欠の斜視図、第３図は、完成した積層セラミック
コンデンサを示す一部切欠の斜視図である。 １、ｌａ、ｌｂ・・・セラミックグリーンシート２ａ、
２ｂ・・・内部電極パターン　６・・・部品素体１２ａ
、１２ｂ・・・内部電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　セラミック原料とバインダー、溶媒を混合ししたセラ
   ミックスラリーをシート状に形成してなるセラミックグ
   リーンシートにおいて、 ガラス転移温度が６０℃以上の第一のバインダー成分に
   加え、これよりも低いガラス転移温度を有する第二のバ
   インダー成分が添加されていることを特徴とするセラミ
   ックグリーンシート。