JPH08172265A - セラミックスシートの導通電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シートの両面に形成する帯状電極と、帯状電
極を接続する導通電極を同時に形成するセラミックシー
トの導通電極形成方法を提供すること。 【構成】 ＰＶＢと溶媒を混合してできた原料からシー
トを成形し（ＳＴ１１，ＳＴ１２）、そのシートを打ち
抜いて加工用シートを形成する（ＳＴ１３）。次いで、
シートに貫通孔を形成し（ＳＴ１４）、ここでシートを
脱脂，焼成し、焼結シートを得る（ＳＴ１５，ＳＴ１
６）。所定の台に焼結シートを置き、スクリーン印刷に
より焼結シートの表裏両面所定部位に電極材料を塗布
し、帯状電極を形成すると同時に、台に形成された多数
の小孔を通じて吸気し、貫通孔内部壁面に電極材料を流
し込み、導通電極を形成する（ＳＴ１７）。そして、塗
布した電極材料を焼き付けて、製品を形成する（ＳＴ１
８）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスシートの
導通電極形成方法に関するもので、より具体的には、一
枚のセラミックスシートの表裏に形成する電極パターン
同士を接続する方法の改良に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】一枚のセラミックシートの表裏に形成し
た電極パターン同士を接続するには、焼結した後最終製
品の大きさに切断したシートの側面に印刷によって接続
電極を形成し、その接続電極により両電極パターン同士
の導通を図っていた。

【０００３】しかし、係る方法では製品に合わせて小さ
なチップ状に切断したシートに対して１個ずつ接続電極
を形成するため、電極パターンのように多数個どりでき
る大きなシートの状態で同時に形成することができず、
その処理数が多く煩雑となる。さらに最終的に製品の外
部に接続電極が露出するため、他の電子部品と短絡した
り、逆に露出部分の一部が欠けて導通不良になるおそれ
がある。

【０００４】そこで、本発明者らは積層タイプの誘電体
チップ部品等における内部導体同士の接続に用いられる
ビヤやビヤホール等と称される導通電極を用いて上記一
枚のセラミックシートの表裏に形成した電極パターン同
士を接続することを考えた。まず、係るセラミックスシ
ートに対する導通電極形成方法について説明すると、図
６に示すように、溶剤とＰＶＢを混合することでシート
の原料となるスラリー状の混合物をつくり（ＳＴ１）、
その混合物を用いてドクターブレード法により所定厚さ
からなる連続したグリーンシートを成形する（ＳＴ
２）。そして、連続して形成され搬送される帯状のグリ
ーンシートを所定長さごとに切断することによって、加
工用シートを形成する（ＳＴ３）。

【０００５】次いで、そのグリーン状態の加工用シート
の表面側に薄く透明なマイラを貼り付けてシートを補強
し、パンチングマシーンを用いてマイラ側から貫通孔を
形成する（ＳＴ４）。そして、マイラを上にしてその表
面に銀ペースト（電極材料）を塗布することにより貫通
孔内に電極材料を充填して、導通電極を形成する（ＳＴ
５）。次いで、シートの表面からマイラを剥離して、加
工用シートの表面に銀ペースト等の電極材料をスクリー
ン印刷することによって、所定形状の電極パターンを形
成する。（ＳＴ６）。

【０００６】ここで、導通電極の形成と電極パターンの
形成を別々に行うのは、貫通孔の形成の際にマイラ側か
らパンチするため、加工用シートの裏面側には貫通孔の
周囲に、外側に突出するバリが形成されるのでその裏面
側から貫通孔内に電極材料を充填することは出来ない。
そこで上記のようにマイラが張り付けられている表側か
ら貫通孔内に電極材料を充填するため、マイラがマスク
と同じ役割を果たし、貫通孔に電極材料を充填すると同
時に、加工用シート表面に電極パターンを印刷できない
からである。

【０００７】そして、加工用シートを脱脂した後（ＳＴ
７）、加工用シートの焼成及び電極パターン，導通電極
の焼き付けを行う（ＳＴ８）。

【０００８】しかしながら、上記したセラミックスシー
トに対する導通電極形成方法では、加工用シートの表裏
面に形成する電極パターンと導通電極は別々に形成する
ことになる。また、シートの両面に電極パターンを形成
する場合に、シートに貼られたマイラを剥離する必要が
あるが、マイラは貫通孔に電極材料を充填する際のマス
クの役割をしており、貫通孔に電極材料を充填するとき
に、マイラに電極材料が付着していると、マイラを剥離
する時に貫通孔の充填物がマイラとともに抜けるおそれ
がある。特に、シートに多数の貫通孔を形成したとき
に、この問題は多く発生しやすくなる。

【０００９】また、シート焼成と、電極焼き付けを同時
に行うことになるので、シート焼成温度と電極材の焼き
付け温度の違いから、シートの反りが発生するので、製
品の歩留まりが劣化してしまうばかりでなく、貫通孔内
に充填した電極材料の熱収縮率がシートに比べ大きいた
めにシートの厚みの減少よりも電極材料の収縮の方が大
きくシートの表裏面に形成した電極パターンから離反し
導通不良となるおそれもある。そして、上記各種の理由
から歩留まりは３０％程度の不良品が発生していた。

【００１０】さらに、積層タイプのチップ部品に適用す
る場合には一般にシートの片面側にのみ電極パターンを
形成するようにしたため上記のような処理工程で行なっ
たが、本発明が対象とする１枚のシートの表裏両面に形
成した電極パターン同士の接続を図る場合に係る技術を
適用すると、ステップ６の電極パターンの印刷を行なう
工程が、上記のように加工用シートの表面に電極パター
ンを印刷した後、加工用シート，電極パターンを自然乾
燥させてある程度固化させた後、それを反転させて加工
用シートの裏面側に所定形状の電極パターンを形成する
ことになる。よって、片面ずつ電極パターンを形成する
工程と導通電極を形成する工程の３つの工程を行うこと
になり、作業が煩雑となるとともに、工程に時間がかか
り、上記問題が顕著になり、そのままでは実用に供し得
ないものとなる。

【００１１】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、セラミックシートに形成する電極形成の工程を簡
易化し、シート両面に形成された電極パターンをそのシ
ートの内部を貫通する導通電極により接続することが確
実に行なえ、歩留まりの高いセラミックスシートの導通
電極形成方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係るセラミックスシートの導通電極形成
方法では、焼成前のシートの所定位置に貫通孔を形成し
た後、焼成して焼結シートを製造し、前記焼結シートの
両面の所定位置に電極材料を塗布することにより、電極
パターンを形成するとともに前記電極材料を前記貫通孔
に流し込んで導通電極を形成するようにした。

【００１３】そして好ましくは前記焼結シートの片面に
電極材料を塗布する際に、前記焼結シートの反対面側よ
り少なくとも前記貫通孔を吸引することで、塗布された
電極材料を前記貫通孔内部に吸引することである。

【００１４】

【作用】グリーン状態のシートに貫通孔を形成した後、
シートを焼成して焼結シートを得る。焼結シートの場合
には強度が増すため、電極形成の際にマイラ等の補強材
が不要となる。そして、シート表裏面に電極材料をスク
リーン印刷等により塗布することで、電極パターンを形
成すると同時に、貫通孔内部に電極材料を塗布し、導通
電極を形成する。また焼結シートに電極材料を塗布する
に際し、反対側から吸引すると、その吸引力は貫通孔を
介して焼結シートの表面側に伝わるため、その表面に塗
布された電極材料はその吸引力により強制的に貫通孔内
に流れ込み、貫通孔内部壁面に電極材料が付着する。そ
して、印刷後に所定温度で乾燥させた後、シートを裏返
して同様の処理を行うことで、貫通孔内部の電極材料が
結合し、シート表裏面に形成される電極パターンとそれ
ら電極パターンを接続する導通電極を同時に形成する。
また、貫通孔内への電極材料の充填は、表面側の電極パ
ターンの形成時と、裏面側の電極パターンの形成時の２
回に渡って行なわれるため、たとえ１回目の形成で完全
に充填されなくてもその次に行われる反対側の電極パタ
ーンの形成により完全に充填され、導通される。換言す
れば、充填可能なシートの厚さが増加する。そして、電
極パターン，導通電極を所定温度で焼き付けることで、
電極パターン，導通電極を完全に接続する。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係るセラミックスシートの導
通電極形成方法の好適な実施例を添付図面を参照にして
詳述する。図１は本発明に係るセラミックスシートの導
通電極形成方法の一実施例の工程図を示している。溶
剤，ＰＶＢを混合した原料からグリーンシートを成形し
（ＳＴ１１，ＳＴ１２）、その成形されたシートを切断
し、加工用シートを形成する（ＳＴ１３）。その加工用
シートは厚みが０．３０〜０．４７ｍｍ位（グリーンシ
ート時）の薄いものを対象としているので、加工用シー
トにマイラを貼り付けて補強し、パンチングマシーン等
の治具によって貫通孔を形成する（ＳＴ１４）。ここま
での処理は従来と同様であるため、詳細な説明を省略す
る。

【００１６】ここで本発明では、上記ステップ１４で貫
通孔を形成後、その貫通孔内に電極材料を充填したりす
ることなく焼成する。すなわち、加工用シートよりマイ
ラを剥離し、加工用シートを脱脂，焼成し、焼結シート
を製造する（ＳＴ１５，ＳＴ１６）。焼結シートは、加
工用シートに比し一定の割合で収縮され、また強度も高
くなる。上記焼成は、貫通孔が形成された加工用シート
のみに対して行われ、従来のように電極パターンや貫通
電極が印刷・充填されていないため、大きな反りやクラ
ックは生じない。また、焼成温度は、従来のように電極
材料を考慮することなく加工用シートに合わせた最適な
ものを設定できる。

【００１７】次いで、焼結シートの表裏両面に、銀ペー
スト等の電極材料をスクリーン印刷して電極パターンた
る帯状電極を形成するとともに、その帯状電極形成時の
電極材料がそのまま貫通孔に流れ込むことにより、帯状
電極を接続する導通電極も同時に形成する（ＳＴ１
７）。そして、帯状電極，導通電極を焼き付け、帯状電
極，導通電極を完全に接続する（ＳＴ１８）。この焼き
付け温度も、電極材料中の溶剤などを飛ばすことが出来
る最適な温度で処理することができ、また、係る焼き付
け温度は焼成温度よりも低いために、その焼き付けによ
り焼結シートが劣化することもない。

【００１８】ここで本発明の要部となるステップ１７の
処理である帯状電極及び導通電極を形成する具体的な方
法について、図２〜図４を用いて詳述する。まず、ステ
ップ１１〜１６までの処理を経て、図２に示すように貫
通孔１２を有する焼結シート１１が形成される。本例で
は、説明の便宜上貫通孔１２を１直線上に３個並ぶよう
に配置し、その焼結シート１１の表裏両面には、その３
個の貫通孔１２を通る所定幅の帯状の電極を形成するよ
うにした。そして、係る焼結シート１１を台１３に乗せ
る。

【００１９】図２（Ｂ）に示すように、台１３には焼結
シート１１の平面形状と略同一の平面形状を有し底浅の
凹所１４が形成され、その凹所１４の底面には多数の溝
部１５が一定の間隔をおいて平行に形成されている。そ
の溝部１５の底面には多数の小孔１６が形成されてい
る。この小孔１６は台１３の底面に開口される。そし
て、焼結シート１１を凹所１４内に配置する際には、そ
の凹所１４の底面に紙１７を敷き、その紙１７の上に焼
結シート１１を載置する。この紙１７は、通気性を有す
る材質のものを用いる。これにより、後述するように小
孔１６の外側より吸引した際に、その吸引力が溝部１
５，紙１７を介してその紙１７の上に置かれた焼結シー
ト１１に伝わるようになる。

【００２０】そして、図３に示すように、焼結シート１
１の表面にスクリーン１８を重ね、スキージ１９を移動
させることで電極材料２０を焼結シート１１の表面をス
クリーン印刷する。すると、電極材料２０は、スクリー
ン１８の所定部分を透過して対応する焼結シート１１の
表面所定部位、すなわち、上記貫通孔１２を含む所定幅
の帯状部分に電極材料２０に塗布される。

【００２１】この時、同時に小孔１６の外側より、図示
省略する吸気ポンプ等で溝部１５及び紙１７で形成され
た空間の空気を吸気する。すると紙１７を敷いているた
め、上記吸引力により紙１７は凹所１４の底面に密着し
溝１５の上部開口を閉塞し、空気の漏れを最小限に抑制
することにより、効率よく吸引される。そして、使用す
る紙１７は通気性を有するため、吸引力は、紙１７を介
してその上に置かれた焼結シート１１に伝わり、その焼
結シート１１を吸引するとともに、貫通孔１２を介して
焼結シート１１の表面に塗布された電極材料２０も吸引
する。これにより、シート表面に帯状電極２０が形成さ
れると同時に、電極材料を、貫通孔１２内に吸引してそ
の内壁面に塗布させる。

【００２２】そして、形成された帯状電極２０を自然乾
燥させて固めた後、焼結シート１１を裏返して、再び電
極材料をスクリーン印刷すると同時に、同様の処理を行
う。このように、貫通孔１２内への電極材料の充填処理
は、表側の帯状電極２０の形成のための印刷時と裏側の
帯状電極の形成のための印刷時の２回行われ、しかも貫
通孔の両側からそれぞれ充填処理されるので、焼結シー
ト１１の肉厚が厚かったりその他の原因により１回の処
理で貫通孔内に完全に電極材料が充填されなくても、２
回行なうことにより確実に充填され、表裏両面に形成し
た帯状電極と導通される。換言すれば、本発明で処理可
能な焼結シート１１の厚さが増す。

【００２３】よって、図４に示すように、焼結シート１
１の表裏に形成された帯状電極２１ａ，２１ｂは、導通
電極２２により接続される。

【００２４】なお、貫通孔１２に流れ込む電極材料２０
は、焼結シート１１の表裏に形成された帯状電極２１
ａ，２１ｂをつなげていればよいので、図示のように貫
通孔１２内全体に充填されていてもよく、或いはスルー
ホールのように貫通孔１２の内壁面にのみ塗布されてい
ても構わない。

【００２５】次に、上記した実施例によるセラミックス
シートの導通電極形成方法によって形成された製品の一
例として、加速度センサーの製造方法を詳述する。図５
に示すように、加速度センサーは、ベース，圧電素子，
おもりの３層のシートから形成されている。まずベース
となるシート２３ａに貫通孔２４を形成し、焼成する。
そして、図３を参照すると、シート２３ａの片面側を上
部として、台１３にのせ、電極材料をスクリーン印刷し
て、外部電極２５を形成すると同時に、孔部２４に電極
材料を流し込む。ついで、シート２３ａを裏返し、同様
に内部電極２６を形成し、同時に、電極材料を貫通孔２
４に流し込み、導通電極２７を形成する。

【００２６】同様に、圧電素子となるシート２３ｂに貫
通孔２８を形成した後、焼成し、シート２３ｂの両面に
電極材料をスクリーン印刷して、内部電極２９，３０を
形成すると同時に、導通電極３１を形成する。そして、
シート２３ａ，シート２３ｂ，おもりとなるシート２３
ｃを導電性接着剤により接着し、所定形状に切断し、加
速度センサーを形成する。係る構成にすることより、加
速度を受けた際に圧電素子のシート２３ｂの上下両面に
発生する起電力を、導通電極２７，３１を介して外部電
極２５に取り出すことができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るセラミック
スシートの導通電極形成方法では、シートに貫通孔を形
成し、そのシートを焼成することによって製造される焼
結シートに対して電極材料を塗布することにより電極パ
ターン及び導通電極を形成するようにしたため、電極材
料塗布時には焼結シート表面に補強材としてのマイラ等
を貼り付ける必要が無くなるので、電極材料を、スクリ
ーン印刷すると同時に貫通孔内部に流し込むことができ
る。また、導通電極を形成する前にマイラを剥がしてし
まうので、マイラの剥離とともに導通電極が抜けてしま
うといった弊害が生じない。これにより不良品の発生率
を０％にすることができた。

【００２８】そして、電極パターンを形成すると同時に
導通電極を形成することができるので、従来のセラミッ
クスシートの導通電極形成方法の工程図と本発明による
セラミックスシートの導通電極形成方法の工程図を比較
すると、本発明では、従来の電極充填工程が省かれる代
わりに、焼き付け工程が増えるので、工程数は変わらな
いが、焼き付け工程は、他の工程に比べて極めて短時間
でできるので、全体の工程時間を短縮することができ
る。

【００２９】焼結シートを台の上にのせて、その台の底
面にあけられた小孔を通じて、外部より吸気すること
で、焼結シートに形成される貫通孔のより深くまで電極
材料が流し込まれるので、焼結シートの両面に形成され
た電極パターンを接続する導通電極が、より確実にシー
ト内部に形成される。

【００３０】また、電極を形成する前にシートを焼成す
るので、シートの材質と電極の材質の焼き付け温度の差
から生じるシートの反りが発生するといった弊害もなく
なる。さらに、焼成温度と焼き付け温度は、それぞれ最
適な温度設定をすることができる。さらに、従来は焼成
前に充填を行なっていたため、最終製品の焼結シートの
肉厚はグリーンシート状態よりも薄くなるが、本発明で
はそのように収縮した焼結シートに対して貫通孔内への
電極材料の充填を行なうようにしたため、充填可能な肉
厚が増す。貫通孔内への電極材の充填処理は２回行なわ
れるため、製造可能なシートの肉厚は、さらに増すこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミックスシートの導通電極形
成方法の一実施例を示す工程図である。

【図２】（Ａ）は図１に示す本実施例におけるステップ
１７の電極充填印刷処理を行なう際の一工程を示す概略
図である。（Ｂ）は同図（Ａ）の断面図である。

【図３】電極パターン，導通電極を形成している状態を
説明する図である。

【図４】（Ａ）は本実施例により形成された電極パター
ン，導通電極を示す概略図である。（Ｂ）は同図（Ａ）
の断面図である。

【図５】本発明に係るセラミックスシートの導通電極形
成方法によって製造された加速度センサーの一例を示す
図である。

【図６】従来のセラミックスシートの導通電極形成方法
を示す工程図である。

【符号の説明】

１１ 焼結シート １２ 貫通孔 ２１ａ，２１ｂ 帯状電極（電極パターン） ２２ 導通電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼成前のシートの所定位置に貫通孔を形
   成した後、焼成して焼結シートを製造し、 前記焼結シートの両面の所定位置に電極材料を塗布する
   ことにより、電極パターンを形成するとともに前記電極
   材料を前記貫通孔に流し込んで導通電極を形成するよう
   にしたセラミックスシートの導通電極形成方法。
2. 【請求項２】 前記焼結シートの片面に電極材料を塗布
   する際に、前記焼結シートの反対面側より少なくとも前
   記貫通孔を吸気することで、塗布された電極材料を前記
   貫通孔内部に吸引するようにした請求項１に記載のセラ
   ミックスシートの導通電極形成方法。