JPH056836A - 積層コンデンサーの製造法およびこれに用いる誘電体ペースト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 誘電体ペーストから形成された誘電体層と、
導電性ペーストから形成された電極層とが交互に積層し
た積層コンデンサーの製造法において、（１）スクリー
ン印刷した誘電体ペースト層をロールで平面に押し当て
て誘電体ペースト層を設ける工程、（２）スクリーン印
刷した導電性ペースト層をロールで平面に押し当てて導
電性のペースト層を設ける工程を交互に複数回繰り返
し、得られた積層ペーストを焼成することを特徴とする
積層コンデンサーの製造法。 【効果】 本発明によれば非常に薄い誘電体層が形成で
き、また表面の平坦な電極を印刷することができる。電
極のショートの危険性がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積層コンデンサーの製造
法およびこれに用いる誘電体ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術および課題】従来のセラミック積層コンデ
ンサー（ＭＬＣ）の製造方法には大きく分けて、つぎの
シート方式と印刷方式の２つがある。

【０００３】（１）シート方式 誘電体、バインダーおよび溶剤を混練した誘電体ペース
トを調製する。このペーストを剥離剤をコートしたポリ
プロピレンフィルム上にドクターブレードなどを用いて
塗布しシート状のグリーンシートを形成する。このグリ
ーンシートを生乾きの状態で１０〜２０ｃｍ程度の適当
な大きさにカットする。このグリーンシート上にパラジ
ウム、銀−パラジウムなどを含有する導電性ペーストを
スクリーン印刷する。このようにして各々電極の印刷さ
れた多数のグリーンシートを形成し、これを所望の容量
になるように積層する。つぎに重ね合わせたグリーンシ
ートを切り離して単一のコンデンサーとし焼結と焼成を
同時に行う。焼成（焼結）はチタン酸バリウム系の誘電
体の場合約１２５０℃、鉛系、ビスマス系の誘電体の場
合約１０００℃にて行う。さらに外部電極をディッピン
グ等により設けチタン酸バリウム系では８００〜８５０
℃、鉛系、ビスマス系では６５０〜７００℃で焼き付け
てコンデンサー（ＭＬＣ）とする。

【０００４】かかるシート方式では、グリーンシート
（誘電体）の膜厚が薄くなると、ハンドリング（作業）
が困難となり膜厚の限界は２５μｍ程度である。これに
対し電極の限界厚みは約１.５μｍであり、これに対応
してより薄い誘電体の形成が望まれる。また、グリーン
シートの厚みが薄くなるに伴いグリーンシートにピンホ
ールができやすく、この上に電極がスクリーン印刷され
ると印圧によりピンホール内にまでペーストが侵入し、
積層コンデンサーの電極と電極の接触を生じる。 （２）印刷方式 シート法と同様の誘電体ペーストを調製する。これをイ
ンクとしてスクリーン印刷法によりアルミニウム板など
の定板上に印刷し乾燥する。つぎにこの誘電体の上に導
電性ペーストを印刷し乾燥する。さらにこの上に誘電体
ペーストを印刷する。このように誘電体ペーストの印刷
と、電極の印刷を繰返して所望の積層数を形成する。つ
ぎに定板上で一つ一つのコンデンサーにカットし、シー
ト方式と同様に焼成し、端子電極を塗布する。

【０００５】積層コンデンサーは現在、最も小型のもの
で１ｍｍ×０.５ｍｍ程度である。コンデンサーの容量
は誘電体の誘電率と誘電体の薄さによって決り、誘電体
が薄いほど容量が大きい。スクリーン印刷では誘電体を
シート状に印刷するためにスクリーンのメッシュ目が残
り、また誘電体のグレーンサイズが５μｍ以上であるた
め、凹凸のある誘電体ペースト層の上に平坦な電極層が
得られるよう印刷を行うと結果的に電極層が厚くなり容
量が低下する。また、電極層が厚いと誘電体（セラミッ
ク）と、電極（金属）間に応力が生じ、デラミネーショ
ン（層間の剥離）クラックが生じる。また、誘電体のみ
（マージン）の所と電極が印刷されているところで段差
が生じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記の課題
について種々の研究を行った。この結果、誘電体印刷用
の誘電体ペーストおよび電極印刷用の導電性ペースト中
に樹脂に対する貧溶媒を配合すると共に、新規な積層法
を用いることにより容易に積層コンデンサーを製造する
ことができるとの知見を得て本発明を完成した。

【０００７】本発明は、誘電体ペーストから形成された
誘電体層と、導電性ペーストから形成された電極層とが
交互に積層した積層コンデンサーの製造法において、 （１）誘電体を含むペーストをスクリーン印刷により平
板上に印刷して誘電体ペースト層を形成し、ついで柔軟
なロールで前記平板上の誘電体ペースト層を写しとり、
このロール上の誘電体ペースト層を平面に押し当てて誘
電体ペースト層を設ける工程 （２）導電性を有するペーストをスクリーン印刷により
平板上に印刷して導電性ペースト層を形成し、ついで柔
軟なロールで前記平板上の導電性ペースト層を写しと
り、このロール上の導電性ペースト層を平面に押し当て
て導電性ペースト層を設ける工程 の上記（１）および（２）の工程を交互に複数回繰り返
し、得られた積層ペーストを焼成することを特徴とする
積層コンデンサーの製造法を提供するものである。ま
た、本発明は粉末誘電体、樹脂および溶剤を含有する誘
電体ペーストにおいて、溶剤が樹脂の良溶媒と貧溶媒と
を含む誘電体ペーストを提供するものである。

【０００８】本発明にて用いられる導電性ペーストは導
電性粉末、バインダー樹脂および溶剤を含有する。かか
る導電性粉末としては、導電性ペーストにおいて従来公
知のものがいずれも用いられてよい。例えば、銀粉、白
金粉、金粉、パラジウム粉、ルテニウム粉等の貴金属粉
が用いられる。これらは単独でまたは２種以上を適宜混
合して使用してもよい。これら導電性粉末の配合量は、
ペースト全量に対して４０〜８５重量％である。

【０００９】一方、本発明にて用いられる誘電体ペース
トは誘電体粉末、バインダー樹脂および溶剤を含有す
る。かかる誘電体としてはチタン酸バリウム系、チタン
酸ジルコン酸鉛系、ビスマス系などが用いられる。

【００１０】導電性ペースト、誘電体ペーストに配合さ
れる樹脂もこれらのペーストに従来用いられている樹脂
がいずれも用いられてよく、例えば、エチルセルロー
ス、ニトロセルロース、アクリル樹脂、アルキド樹脂、
飽和ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルピ
ロリドンなどが用いられる。かかる樹脂の配合量はペー
スト全量に対して２〜４０重量％、好ましくは３〜２０
重量％である。

【００１１】これら導電性ペースト、誘電体ペーストに
は密着性を向上させるため、さらにガラスフリットを配
合してもよい。かかるガラスフリットとしては、ホウケ
イ酸鉛系、ホウケイ酸ビスマス系、酸化鉛系、酸化ビス
マス系、酸化ケイ素系など公知のガラスフリットがいず
れも用いられる。本発明に用いられるペーストにはさら
にジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジエチルフタレー
ト（ＤＥＰ）など各種の可塑剤、あるいは添加剤を加え
てもよい。

【００１２】本発明にて用いられる導電性ペースト、誘
電体ペーストは、これら導電性粉末、あるいは誘電体粉
末樹脂、その他の成分を樹脂の良溶媒および貧溶媒と溶
剤と混合して調製する。

【００１３】ここで良溶媒とは、樹脂をほぼ均一に溶解
する溶媒である。例えばメチルセルロース、エチルセル
ロースに対しては、良溶媒としてブチルセロソルブ、ブ
チルカルビトール、シクロヘキサノン、タピノール、ブ
チルカルビトールアセテートなどが挙げられ、また貧溶
媒としてはミネラルターペン（石油スピリット）、灯油
などが挙げられる。

【００１４】図３にエチルセルロースをブチルカルビト
ール（ＢＣ）とミネラルターペンの種々の割合の混合溶
媒に溶解した場合の粘度変化を測定した結果を示す。セ
ルロース系の樹脂を良溶媒のみに溶解すると得られた溶
液の粘度は高く、セルロース分子間と溶媒分子間の相互
エネルギーの方が、溶媒分子間のエネルギーよりわずか
にまさっているためと推定される。ここに負溶媒を加え
ることにより、溶媒分子間のエネルギーが弱められ、さ
らに溶解度が増し、樹脂溶液の粘度が低下する。さらに
貧溶媒を加えると少し粘度が上がり始め、シリコン板と
の吸着度が弱くなってくるものと思われる。このためシ
リコーン板、パットからのパターン離脱度が向上するも
のと考えられる。本発明に用いられる混合溶媒中の良溶
媒と貧溶媒との混合割合は、体積比で５０／５０〜１０
／９０、好ましくは２５／７５〜１０／９０である。

【００１５】なお乾燥条件を調整するために溶媒として
タピノールを加えたりブチルフタレート、ジエチルフタ
レート等の高沸点溶媒を加えてもよい。

【００１６】本発明にて用いられる誘電体ペーストおよ
び導電性ペーストを調製するには、まず導電性粉末、ま
たは誘電体粉末に樹脂を加え樹脂可溶性の溶剤（良溶
媒）により混合分散し、ついで、この溶液に前記樹脂に
対する貧溶媒を加えて調製してもよい。また、誘電体粉
末または導電性粉末に加え、樹脂および溶剤を一度に混
合分散させてもよい。さらに、あらかじめ混合溶剤を調
製し、これを用いて樹脂を溶解した後、誘電体粉末また
は導電性粉末を加えて混合分散してもよい。本発明印刷
方法の実施には、このように調製された誘電体ペース
ト、導電性ペーストが非常に重要である。

【００１７】つぎに、本発明の積層コンデンサーの製造
法について説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の
製造法を説明する説明図である。図１（ａ）に示すごと
く、スクリーン１０を用い、シリコーン樹脂、シリコー
ン樹脂を塗布した金属など適宜の平板１１上に誘電体ペ
ーストをシート状にスクリーン印刷し、所望の誘電体ペ
ースト層１２を形成する。かかる誘電体ペーストとして
は、前記の貧溶媒を混合した誘電体ペーストが好ましい
が、貧溶媒を配合していない従来の誘電体ペーストも用
いることができる。

【００１８】図１（ｂ）に示すごとく、平板上に誘電体
ペースト層１２が形成されると、直ちに柔軟で弾性のあ
るロール１３を前記平板の誘電体ペースト層１２の上に
押し付ける。このようなロールとしては、従来のパット
印刷に用いられている公知のシリコーンゴム製ロールな
どが用いられてよい。ここで、誘電体ペーストは、樹脂
平板よりも弾性ロールのほうに強く吸着され転写され
る。この時、本発明の印刷法ではスクリーンにより形成
された誘電体ペーストのパターンは完全にロール上に移
行する。

【００１９】つぎに、図１（ｃ）に示すごとく、ロール
１３を剥離処理したポリプロピレンシートなどの平面１
４の上に押し付け、ロール１３の表面に乗っていた誘電
体ペースト層１２を平面１４の上に転写する。この工程
においてもロールから平面などの印刷対象への転写はほ
ぼ完全である。なお、転写平面としては、ポリプロピレ
ンフィルムなどが挙げられる。

【００２０】つぎに、前記誘電体ペーストと同様にして
誘導性ペーストを印刷する。すなわち、図２（ａ）〜図
（ｃ）に示すごとく再びスクリーン２０を用い、適宜の
平板２１上に導電性ペーストをスクリーン印刷し、所望
の電極ペースト層２２の配列を形成する。かかる導電性
ペーストとしては、誘電体ペーストの場合と同様に貧溶
媒を混合した導電性ペーストが好ましいが、貧溶媒を配
合していない従来の導電性ペーストも用いることができ
る。

【００２１】平板上に電極ペースト層２２の配列が形成
されると、前記の誘電体ペーストの場合と同様に直ちに
柔軟で弾性のあるロール２３を平板の導電性ペースト層
２２の上に押し付ける。ここで、導電性ペーストは、前
記と同様に弾性ロールのほうに強く吸着され完全に転写
される。

【００２２】つぎに、図２（ｃ）に示すごとく、ロール
２３を先にポリプロピレンフィルム上に転写された誘電
体ペーストの上に押し付け、ロール２３の表面に乗って
いた電極ペースト層２２を誘電体層１２の上に転写す
る。この工程においてもロールから平面などの印刷対象
への転写はほぼ完全である。

【００２３】なお、スクリーン印刷にあたっては、通
常、誘電体印刷の場合１２０〜２５０メッシュ、電極印
刷の場合２５０〜４００メッシュのスクリーンが用いら
れるが、目的の電極として厚い膜が必要な場合は、メッ
シュの粗いスクリーンを使用し、薄い膜が必要な場合
は、ポリエステル繊維などを用いた細いメッシュを使用
してよい。

【００２４】このスクリーン印刷に用いられる平板とし
ては、樹脂平板などが用いられ、ウレタン樹脂板、シリ
コーン樹脂板が特に好ましい。また、離形剤（シリコー
ン樹脂）などにより表面が離形処理された樹脂板がより
好ましい。

【００２５】このようにして誘電体ペースト層と導電性
ペースト層とを交互に積層して生コンデンサーを形成す
る。

【００２６】得られた生コンデンサーは端子電極がとり
つけられるように１つ１つのコンデンサーにカットして
乾燥を行いついで焼成して有機物を除去し所望の積層コ
ンデンサーを得る。

【００２７】これらの条件は特に限定されないが、例え
ば約１００〜１８０℃で乾燥を行い、約１０００〜１３
００℃、好ましくはチタン酸バリウム系では１２５０℃
にて５時間焼成する。これに公知の方法により端子電極
をとりつける。

【００２８】本発明の転写方法によれば、誘電体ペース
ト、導電性ペースト（インキ）が印刷対象にほぼ完全に
転写され、ハンドリングの困難さがなく誘電体層および
電極層が得られる。

【００２９】本発明のペースト（インキ）では、ペース
ト中の樹脂成分の平板、あるいはロールに対する親和性
が少ないため、印刷時に押圧力をかけてもペースト層が
くずれることがないものと思われる。また、固形分量が
多く、ウレタンなどの平板からシリコーンロールへの転
写、およびシリコーンロールから最終転写対象物への吸
着が極めて効率的に行い得る。

【００３０】

【実施例】つぎに本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。

【００３１】［実施例１］ （誘電体ペースト） チタン酸バリウム系誘電体 ２０ｇ エチルセルロース １ｇ ブチルカルビトール １ｇ 灯油 ８ｇ 上記成分を３本ロールを用いて混合、分散して誘電体ペ
ーストを調製した。この誘電体ペーストを用いステンレ
ススチール製のスクリーン（１６０mesh）を使用して、
シリコーン樹脂板上に誘電体ペーストのパターンを印刷
した。得られたシリコーン樹脂平板上のパターンにシリ
コーンゴムのロールを押し付けて、ロール表面にパター
ンを転写した。ついで、このロールを剥離処理したポリ
プロピレンシート上にあて誘電体層を転写した。誘電体
層の厚みは、乾燥厚み８μｍ、焼付厚み４μｍであっ
た。

【００３２】 （導電性ペースト） パラジウム粉末 ２０ｇ エチルセルロース １ｇ ブチルカルビトール １ｇ 灯油 ８ｇ 上記成分を３本ロールを用いて混合、分散して導電性ペ
ーストを調製した。この導電性ペーストを用いステンレ
ススチール製のスクリーン（１６５mesh）を使用して、
シリコーン樹脂板上に導電性ペーストパターン（電極幅
４ｍｍ×３ｍｍ）を印刷した。得られたシリコーン樹脂
平板上のペースト層にシリコーンゴムのロールを押し付
けて、ロール表面にペースト層を転写した。ついで、こ
のロールを前記の誘電体層の上に押しつけ電極を転写し
た。

【００３３】この誘電体層と導電性層の形成を繰り返し
行い、最後に誘電体ペースト層を形成して、電極１２層
を有する生コンデンサーの積層を行った。これを４３ｍ
ｍ×２.１６ｍｍにカットして、１２５０℃にて５時間
焼結焼成を行った。外部電極を焼付けて得られたコンデ
ンサーは誘電体膜厚２５μｍ、電極膜厚２μｍ、コンデ
ンサーの容量（平均）０.５ｐＦ〜０.３μＦ、電極焼成
後のコンデンサー寸法３.２ｍｍ×１.６ｍｍであった。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば誘電体のシートを１枚１
枚剥がして取扱う必要がなく、非常に薄い誘電体層が形
成できる。また、印刷を平板上に行うため誘電体層のメ
ッシュ目、またはグレーンの大きさに関係なく表面の平
坦な電極を印刷することができる。また誘電体層にピン
ホールがある場合も先にシート状となった電極が積層さ
れるのでピンホールの中に電極が侵入せずショートの危
険性がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】誘電体ペースト層を印刷するところを示す説明
図である。

【図２】導電性ペースト層を印刷するところを示す説明
図である。

【図３】エチルセルロースをブチルカルビトールとミネ
ラルターペンの種々の割合の混合溶媒に溶解した場合の
粘度変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１０、２０：スクリーン １１、２１：平板 １２ ：誘電体ペースト層 １３、２３：ロール ２２ ：電極ペースト層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ペーストから形成された誘電体層
   と、導電性ペーストから形成された電極層とが交互に積
   層した積層コンデンサーの製造法において、下記（１）
   および（２）の工程を交互に複数回繰り返し、得られた
   積層ペーストを焼成することを特徴とする積層コンデン
   サーの製造法。 （１）誘電体を含むペーストをスクリーン印刷により平
   板上に印刷して誘電体ペースト層を形成し、ついで柔軟
   なロールで前記平板上の誘電体ペースト層を写しとり、
   このロール上の誘電体ペースト層を平面に押し当てて誘
   電体ペースト層を設ける工程 （２）導電性を有するペーストをスクリーン印刷により
   平板上に印刷して導電性ペースト層を形成し、ついで柔
   軟なロールで前記平板上の導電性ペースト層を写しと
   り、このロール上の導電性ペースト層を平面に押し当て
   て導電性ペースト層を設ける工程
2. 【請求項２】 誘電体ペーストが粉末誘電体、樹脂、該
   樹脂の良溶媒および該樹脂の貧溶媒を含有する前記請求
   項１記載の製造法。
3. 【請求項３】 粉末誘電体、樹脂および溶剤を含有する
   誘電体ペーストにおいて、前記溶剤が樹脂の良溶媒と貧
   溶媒とを含む誘電体ペースト。