JPH04263902A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数枚のセラミックグ
リーンシートを積層し焼結することにより得られた焼結
体を用いたセラミック電子部品の製造方法に関し、特に
、薄層のセラミックグリーンシートを安定に作製する工
程を備えるセラミック電子部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品のより一層の小型化及び
軽量化が求められている。従って、積層コンデンサを始
めとするセラミック電子部品においても、より一層の小
型化が進行している。セラミック積層電子部品は、複数
枚のセラミックグリーンシートを積層し、電極材料と共
に一体焼成することにより得られた焼結体を用いて構成
されている。このセラミックグリーンシートは、セラミ
ック粉末に有機バインダー及び有機溶剤を加えて混練し
て得られたスラリーをドクターブレード法等により成形
することにより作製されている。そして、例えばセラミ
ックコンデンサでは、上記のような小型化及び大容量化
を果たすために、より一層薄いセラミックグリーンシー
トを用いて製造することが試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より薄
いセラミックグリーンシートを作製しようとしても、お
のずと限度がある。すなわち、セラミックグリーンシー
トの厚みを小さくすると、セラミック粉末やバインダー
が均一に分散され難く、バインダーが部分的に凝集した
りする。その結果、セラミックグリーンシートを積層し
て得られた焼結体中に、上記凝集に起因するマイクロポ
アが形成され、耐圧不良等が生じがちであった。上記の
ようなセラミックグリーンシートの薄膜化は、積層コン
デンサだけでなく、他のセラミック電子部品を小型化す
る上においても同様に求められているが、やはり、セラ
ミック粉末及びバインダーが均一に分散され難いため、
信頼性に優れた小型のセラミック電子部品を得ることは
できなかった。よって、本発明の目的は、薄いセラミッ
クグリーンシートを用いても耐圧等の信頼性に優れたセ
ラミック電子部品を製造し得る方法を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック粉
末、バインダー、有機溶剤及び分散剤を混合し、ビーズ
攪拌型分散機で分散してスラリーを得、得られたスラリ
ーを用いてセラミックグリーンシートを成形する各工程
を備えることを特徴とする。すなわち、本発明では、セ
ラミックグリーンシートを作製するためのセラミックス
ラリーを得るにあたり、セラミック粉末、バインダー及
び有機溶剤にさらに分散剤を加えて混合すること、並び
にビーズ攪拌型分散機を用いて分散させる工程を備える
ことを特徴とする。従来、セラミックグリーンシートを
形成するに際しては、セラミックスラリー中には、分散
剤は特に含有されていなかった。これは、有機溶剤の分
散性が本来高いため、分散剤を含有させる必要がないと
考えられていたからである。これに対して、本発明では
、上記のように分散剤をも含有させてスラリーを形成す
ることにより、セラミック粉末及びバインダーの分散性
を高めている。また、本発明では、分散剤の添加に加え
て、ビーズ攪拌型分散機で分散することにより、より一
層セラミック粉末及びバインダーの分散性が高められて
いる。ビーズ攪拌型分散機とは、ガラス、セラミック等
よりなり、かつ０．５〜２ｍｍの径の多数のビーズを投
入した分散機であり、サンドグラインダー（アイメック
ス株式会社製）、グレンミル（浅田鉄工株式会社製）等
の商品名で市販されているものである。

【０００５】原料の配合割合 本発明は、上記のようにセラミック粉末、バインダー、
有機溶剤及び分散剤を混合した混合原料を用いることを
特徴とする。この場合、各原料の配合割合は、目的とす
るセラミック電子部品に応じ適宜選択されるが、通常、
セラミック粉末１００重量部に対し、バインダーは３〜
１５重量部、分散剤は０．１〜４重量部、有機溶剤は原
料を分散させるのに適当な量が配合される。また、好ま
しくは、セラミック粉末１００重量部に対し、可塑剤１
〜１０重量部が添加される。セラミック粉末１００重量
部に対し、バインダーを３〜１５重量部配合するのは、
３重量部未満では得られたセラミックグリーンシートの
引張強度が低下するからであり、１５重量部を超えて配
合した場合には、体積収縮率が大きくなり、緻密な焼結
体を得ることができないからである。また、分散剤を０
．１〜４重量部の割合で配合するのは、０．１重量部未
満では分散剤を添加した効果が生じないからであり、他
方、４重量部を超えて配合すると分散剤が可塑剤として
働くため、シート強度が弱くなってしまう。さらに、可
塑剤を１〜１０重量部の範囲で配合するのが好ましいの
は、１重量部未満では伸び率が小さくなりすぎ実用性の
あるセラミックグリーンシートを得ることができないか
らであり、１０重量部を超えて含有させるとセラミック
グリーンシートの弾性率が小さくなりすぎ、電子部品を
作製するのに使用できなくなるからである。

【０００６】使用し得る材料の例 本発明の製造方法において用い得るセラミック粉末とし
ては、セラミック電子部品を得るのに用いられる種々の
セラミック粉末が用いられる。例えば、チタン酸バリウ
ム系セラミックス、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミック
ス等の従来より積層コンデンサや積層圧電部品等を製作
するのに用いられているセラミック材料が用いられ、こ
れらのセラミック材料を所定時間仮焼した後、粉砕する
ことにより得られたセラミック粉末が用いられる。また
、バインダーとしては、従来よりセラミックグリーンシ
ートを作製する際にセラミック粉末粒子同士を合着させ
るのに用いられてきた適宜のバインダーが用いられ、こ
のようなバインダーとしては、例えばブチラール化ポリ
ビニルアルコール、アクリル、セルロース樹脂、ＰＶＡ
（ポリビニルアルコール）、石油レジン等が挙げられる
。さらに、有機溶剤としても、メタノール、エタノール
等のアルコール系、トルエン、キシレン等の芳香族系、
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等の従来か
らセラミックグリーンシートの作製に用いられている種
々の有機溶剤を用いることができる。分散剤としては、
ノニオン系界面活性剤または弱カチオン性界面活性剤が
用いられる。さらに、上記可塑剤としては、ポリエチレ
ングリコール、フタル酸エステル等の種々の可塑剤が適
宜に用いられる。

【０００７】スラリーの作製 本発明では、上述した各原料をまず混合する。この混合
は、ボールミル等の適宜の混合装置を用いて適当時間行
われる。また、混合後、ビーズ攪拌型分散機により混合
原料を分散させ、スラリーを得る。ビーズ攪拌型分散機
としては、上述したような装置が用いられるが、このビ
ーズ攪拌型分散機で分散することにより、上記分散剤の
添加ともあいまって、セラミック粉末及びバインダーが
均一に分散されたスラリーが得られる。 セラミックグリーンシートの作製 本発明では、上記のようにして得られたスラリーを用い
てセラミックグリーンシートが成形される。セラミック
グリーンシートの成形は、ドクターブレード法等の従来
から公知の成形方法により行われる。

【０００８】

【作用】本発明では、セラミック粉末及びバインダーを
含む原料中に分散剤が添加されており、かつ混合原料が
ビーズ攪拌型分散機で十分に分散されるため、セラミッ
ク粉末及びバインダーが均一に分散されたスラリーを用
いてセラミックグリーンシートが成形される。よって、
セラミックグリーンシートの厚みを薄くした場合であっ
ても、セラミック粉末及びバインダーが均一に分散され
ているため、バインダーの凝集等が生じ難い。従って、
複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、焼成して
得られた焼結体中にマイクロポア等が生じ難く、よって
信頼性に優れたセラミック電子部品を得ることができる
。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の非限定的な実施例につき説明
する。 実施例 セラミック粉末として、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３　）
及び酸化チタン（ＴｉＯ２　）を重量比で１対１の割合
で秤量し、ボールミル中に投入し予備混合した。しかる
後、混合されたセラミック粉末を脱水し、乾燥した後、
１１００℃の温度で２時間仮焼し、粉砕することにより
中心粒径３μｍのセラミック粉末を得た。上記のように
して得られたセラミック粉末１００重量部に対し、バイ
ンダー６重量部、可塑剤５重量部、有機溶剤８重量部及
び分散剤１重量部の割合で各原料を秤量し、ＰＳＺ製玉
石が多数入れられたボールミル中に投入し、約３時間予
備混合した。なお、上記バインダーとしては、ポリビニ
ルアルコールをブチラール化したブチラール化度６５±
３モル％の積水化学工業社製、商品名エスレックＢ、Ｂ
Ｍ−５を用いた。また、可塑剤としてはジブチルフタレ
ートを、有機溶剤としてはメチルエチルケトンを、分散
剤としてはＨＬＢ４．３のノニオン系分散剤（三洋化成
工業株式会社製、商品名イオネットＳ−８０）を用いた
。ビーズ攪拌型分散機として、サンドミルに０．５ｍｍ
径の多数のガラス・ビーズを投入したものを用意し、上
記のようにして予備混合された混合原料を入れて分散し
た。 分散は、吐出量１リットル／分の条件で２回行った。し
かる後、分散して得られたセラミック・スラリーを真空
脱泡し、ドクターブレード法により５０μｍの厚みの薄
いセラミックグリーンシートを作製した。 比較例 上記実施例で予備混合されたのと同一の混合原料を用い
、直径１０ｍｍのＰＳＺ製玉石を多数投入したボールミ
ルにより約１５時間再度混合し、セラミック・スラリー
を作製した。得られたセラミック・スラリーを用いて厚
み５０μｍのセラミックグリーンシートを作製した。 従来例 原料中に分散剤を添加しなかったことを除いては比較例
と全く同様にして、セラミック・スラリーを作製し、得
られたセラミック・スラリーを用いて厚み５０μｍのセ
ラミックグリーンシートを作製した。

【００１０】評価 上記のようにして作製した実施例、比較例及び従来例の
セラミックグリーンシートにつき、下記の各種評価試験
を行った。結果を下記の表１に示す。 排出粘度…ＢＨ型粘度計により測定した。 粒径Ｄ５０（μｍ）…光散乱を利用して粒度分布を測定
するマイクロトラック（日機装株式会社製）によりＤ５
０を測定した。この数値が小さい程、セラミック粒子が
微小化していることを示す。 表面張力…リング引上げ式により表面張力を測定した。 成形密度…セラミックグリーンシートの成形密度を、重
量，体積の関係から測定した。 引張強度…得られたセラミックグリーンシートの引張強
度を、１ｃｍ／分の引張速度で測定した。なお、引張強
度は１００ｇ／ｍｍ２　以上ないと実用に耐えない。 伸び率…セラミックグリーンシートの伸び率を引張試験
機により測定した。 顕微鏡透過観察…厚み５０μｍのセラミックグリーンシ
ートに、下方から透過光を当て、上方から１００倍の倍
率で観察し、セラミック粉末の分散性を観察した。分散
性が悪くセラミック粉末またはバインダーの凝集が得ら
れたものを×印を付して、若干の凝集が認められたもの
を〇印を付し、凝集が殆ど見られなかったものを◎印を
付して表１に示した。

【００１１】

【表１】

【００１２】比較例及び従来例の排出粘度を比較すると
、比較例の方が排出粘度が低くなっていることが分かる
。これは分散剤を投入したことによる効果と考えられる
。ここれに対して実施例においても排出粘度は高くなっ
ているが、成形密度の値が比較例に比べて高くなってい
ることが分かる。すなわち、実施例のセラミックグリー
ンシートでは、分散性が高められているが、さらにセラ
ミック粒子の粒径が細かくなったため、その結果、排出
粘度の値が高くなっているものと考えられる。従って、
排出粘度及び成形密度の値から明らかなように、実施例
のセラミックグリーンシートでは緻密なセラミックグリ
ーンシートの得られることが分かる。また、引張強度及
び伸び率についても、実施例のセラミックグリーンシー
トは従来例及び比較例のセラミックグリーンシートに比
べて優れており、さらに顕微鏡透過観察結果から明らか
なように、セラミック粉末やバインダーの凝集も見られ
なかった。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、セラミック粉末、バイ
ンダー及び有機溶剤に加えて分散剤を含有させた材料を
用い、かつビーズ攪拌型の分散機で分散するため、セラ
ミック粉末及びバインダーが均一に分散されたセラミッ
クスラリーが得られる。従って、薄いセラミックグリー
ンシートを作製した場合においても、セラミック粉末が
緻密にかつ均一に分散されたシート体を得ることができ
、複数枚の薄いセラミックグリーンシートを積層し、焼
成することにより、マイクロポア等の生じ難い焼結体を
得ることができる。よって、本発明によれば、耐圧等の
信頼性に優れた小型のセラミック電子部品を提供するこ
とが可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　セラミック粉末と、バインダーと、有
   機溶剤と、分散剤とを混合し、ビーズ攪拌型の分散機に
   て分散してスラリーを得、得られたスラリーを用いてセ
   ラミックグリーンシートを成形する各工程を備えること
   を特徴とするセラミック電子部品の製造方法。