JPH09283360A - 積層部品用グリーンシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックグリーンシートに導体膜パターン
を精度よく埋設でき、積層圧着時にグリーンシート間に
隙間が生じないようにする。 【解決手段】 フィルム２０上に導体膜パターン４４を
印刷し、その上にセラミックスラリー５６を塗布して乾
燥させた後、付着している前記フィルムを剥がすという
工程を経ることでグリーンシート５８に導体膜パターン
を埋設転写した積層部品用グリーンシートを製造する。
ポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、スラリー
中の有機バインダを少量添加した銀系の導電ペーストで
導体膜パターンを印刷するのがよい。導体膜パターンを
スクリーン印刷法により長尺のフィルムに断続的に印刷
し、セラミックスラリーをドクターブレード法により連
続的に塗布する方法がある。切断用の位置決めマークを
同時に印刷したり、フィルムに離型剤をコーティングす
るのも有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層部品の製造に
使用する導体膜パターン付きセラミックグリーンシート
の製造方法に関するものである。更に詳しく述べると本
発明は、フィルム上に導体膜パターンを印刷し、その上
にセラミックスラリーを均一に塗布して乾燥させた後、
付着している前記フィルムを剥がすことにより積層部品
用グリーンシートを製造する方法に関するものである。
この技術は、特に限定されるものではないが、例えばマ
イクロ波帯で用いる各種の移動体通信機器等に組み込む
表面実装型の積層誘電体フィルタの製造などに有用であ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化に伴って、それに組み
込む電子部品も一層の小型化が要求されており、表面実
装が可能な各種の積層チップ部品が開発されている。こ
れは、多数のセラミックグリーンシート（未焼成シー
ト）を所定の順序で積層して圧着一体化した後、得られ
た積層ブロックを切断して一個一個のチップに分離し焼
成する工程を経ることによって製造している。

【０００３】例えば誘電体フィルタにおいても一部で積
層構造が採用されている。その製造には、多数の誘電体
グリーンシートを積層し、積層時それらの内部に挾まれ
るように表面に多数の共振器内導体パターンを縦横に規
則的に配列形成した誘電体グリーンシートを組み入れ、
一方の最外層に外面アースパターンを有する誘電体グリ
ーンシートを、他方の最外層に外面アースパターン及び
入出力電極パターンを有する誘電体グリーンシートを、
それぞれ配置して圧着一体化し、縦横に切断して一個一
個の誘電体チップに分離し、チップ側面の必要な箇所に
導電ペーストを付着して焼成する方法などが採用されて
いる。

【０００４】このような積層部品の製造に際しては、セ
ラミックグリーンシートに所定の導体膜パターンを正確
に形成する必要がある。従来技術としては、銀系の導電
ペーストをグリーンシート上にスクリーン印刷法により
印刷する方法が採用されてきた。印刷後のセラミックグ
リーンシートは図５のＡに示すように、セラミックグリ
ーンシート１０表面に導体膜パターン１２が載った状態
となる。セラミックグリーンシート１０は、セラミック
ス粉末を有機バインダで結合してシート化したものであ
り、用途や製造方法、あるいは製造条件等によっても異
なるが、例えば８０μｍ程度の厚さである。その上に印
刷する導体膜パターン１２は、電気抵抗を少なくするた
めになるべく厚く、例えば５〜６０μｍ程度とする必要
がある。このような導体膜パターンを印刷したセラミッ
クグリーンシートを中に挾み込むように、多数のセラミ
ックグリーンシートを所定の順序で積層して加熱プレス
によって圧着一体化を図る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】セラミックグリーンシ
ートは、前述のように未焼成の状態（セラミックス粉末
が有機バインダで結合されている状態）であり且つ数十
μｍという薄いものであるために、導電ペーストを用い
て印刷した時に、導電ペーストに含まれているビヒクル
が原因となってシートアタックと呼ばれる現象が生じ
る。シートアタックとは、ビヒクルの付着によってシー
トに皺ができるように変形する現象のことである。その
ように変形したシートを用いて積層し一体化すると、内
部の導体膜パターンと外部の導体膜パターンがずれて特
性のばらつきが大きくなる。このようなシートアタック
の発生を防止するためには、成形したセラミックグリー
ンシートと相性のよいビヒクルを含む導電ペーストを使
用するしか方法はない。しかし一般に相性のよい導電ペ
ーストは急速に乾燥する性質を有するものであり、その
ような導電ペーストを用いると２〜３回印刷すると乾い
てしまう。そのためスクリーンを清浄化して次の印刷を
行う必要が生じ、作業性が極めて悪い。つまり従来技術
では、使用可能な導電ペーストに大きな制約があり、印
刷作業性の良好なビヒクルを含む導電ペーストが使用で
きない問題がある。

【０００６】また積層部品の製造では、導体膜パターン
を印刷したセラミックグリーンシートを積層し加圧して
圧着一体化する工程を経るが、図５のＢに示されている
ように、導体膜パターン１２の端部近傍でセラミックグ
リーンシート１０の間に隙間１４が発生し易い。これ
は、比較的厚い導体膜パターン１２が印刷されて表面に
載っている凹凸のあるセラミックグリーンシート１０と
何も印刷されていない平坦なセラミックグリーンシート
とが重なり合うため、加圧の際に圧力分布が不均一とな
り、導体膜パターンの端部近傍で十分な圧力がかかり難
いためである。これは積層ブロックで凹凸ができる原因
となるばかりでなく、このような隙間が発生すると、隙
間は空気層であるので周囲の誘電体材料よりも比誘電率
が非常に小さく、Ｑが低下する原因となる。また隙間は
セラミックグリーンシート同士が十分に圧着されていな
い状態であるため、焼成時に剥離の原因となる。

【０００７】本発明の目的は、セラミックグリーンシー
トに導体膜パターンを精度よく形成でき、その際にシー
トアタックが生じず、且つ導体膜パターンが厚くてもセ
ラミックグリーンシート内に埋設できるようにして、積
層圧着時にグリーンシート間に隙間が生じないように工
夫した積層部品用グリーンシートの製造方法を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、積層部品の製
造に使用する導体膜パターン付きセラミックグリーンシ
ートを製造する方法である。まずフィルム上に導体膜パ
ターンを印刷し、その上にセラミックスラリーを塗布し
て乾燥させた後、付着している前記フィルムを剥がすと
いう工程を経ることでグリーンシートに導体膜パターン
を埋設転写した積層部品用グリーンシートを製造する。

【０００９】使用するフィルムとしてはポリエチレンテ
レフタレートフィルム（商品名：マイラー）がよい。セ
ラミックスラリーに含まれている有機バインダを少量添
加した銀系の導電ペーストで導体膜パターンを印刷する
と、導電ペーストのセラミックグリーンシートへの転写
性が良好となり好ましい。導体膜パターンをスクリーン
印刷法により長尺のフィルムに断続的に印刷し、セラミ
ックスラリーをドクターブレード法により連続的に塗布
する方法がある。勿論、１枚１枚の独立したフィルムに
導体膜パターンを印刷し、その上にセラミックスラリー
を１枚ずつ塗布してグリーンシートを形成する方法でも
よい。

【００１０】フィルム上に、導体膜パターンと同時にグ
リーンシート切断用の位置決めマークも印刷しておく
と、後工程の切断あるいは打抜き工程での位置合わせを
正確に且つ容易に行える。また導体膜パターン印刷前
に、フィルムに離型剤をコーティングしておけば、印刷
した導体膜パターンのフィルムからの剥離性とセラミッ
クグリーンシートへの転写性が一層良好となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】フィルム上に導体膜パターンを印
刷すると、フィルムは化学的に安定した材料であるの
で、導電ペーストに含まれているビヒクルがフィルムに
悪影響を与えることはなく、綺麗なパターンでフィルム
が変形することなく印刷される。このためグリーンシー
トに直接印刷する場合のようなシートアタックは生じな
い。導体膜パターンを印刷したフィルム上にセラミック
スラリーを塗布すると、導体膜パターンが有る部分は導
体膜パターン上に、無い部分はフィルム上に、セラミッ
クスラリーが載り、全体としてほぼ均一な膜ができ、そ
のまま乾燥することでグリーンシートとなる。従って、
付着しているフィルムを剥がすと、剥離した方の導体膜
パターン及びグリーンシートの表面は凹凸の無い平坦な
面となる。このようにして導体膜パターンが面一（同一
平面）状態となるように埋設されたグリーンシートが得
られる。

【００１２】セラミックスラリーに含まれているのと同
じ有機バインダを導電ペーストに少量添加しておくと、
その後の工程でグリーンシートを形成したときに、フィ
ルムと導体膜パターンの結合よりも、グリーンシートと
導体膜パターンの結合の方が強くなり、フィルム剥離時
に欠損が生じず綺麗な導体膜パターンを残すことができ
る。また予めフィルムに離型剤をコーティングしておけ
ば、より一層フィルムが剥がれやすくなるために好まし
い。

【００１３】積層誘電体フィルタを製造する場合、セラ
ミックグリーンシートは例えばチタン酸バリウム系誘電
体材料などからなる。グリーンシートの導体膜パターン
を形成した面と、導体膜パターンを形成していない面を
重ねて圧着一体化するが、その際、前記のように導体膜
パターンが存在していてもグリーンシートの表面は平坦
であるので、隙間なく完全に密着する。その後、一個一
個のチップに切断分離し、チップ側面に必要な導電ペー
ストを付着して側面外導体を形成し焼成することで積層
誘電体フィルタが得られる。本発明方法による導体膜パ
ターン付きグリーンシートは、このような積層部品の製
造に使用する。本発明は、上記誘電体フィルタの他、ト
ランス、抵抗、インダクタ、コンデンサ等任意の積層部
品の製造に利用できる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明方法を実施するのに好適な製造
装置の一実施例を示す概略説明図である。フィルム２０
を片側（図面右手側）の繰出しロール２２から供給し、
反対側の巻取りロール２４で巻き取るような長尺フィル
ム移送機構を使用する。但しこの実施例では、その中間
に間欠駆動と連続駆動の整合をとるためのバッファ機構
２６を設けてある。バッファ機構２６の上流側にはスク
リーン印刷機３０と送風乾燥機３２を設置し、バッファ
機構２６の下流側にはシート成形機３４を設置する。シ
ートの送り速度は、１２０cm／分程度に設定する。

【００１５】フィルムとしては、化学的に安定で可撓性
に富み、強靱なものが望ましく、例えば厚さ数十〜百数
十μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用い
る。繰出しロール２２から、巻き付けられているフィル
ム２０を繰り出し、間欠駆動ロール機構４０によって一
定距離ずつ間欠的に移送する。フィルム２０は、ガイド
ロール４２によって案内されて送られ、スクリーン印刷
機３０及び送風乾燥機３２の下を通る。スクリーン印刷
機３０では、後のシート成形工程で使用するセラミック
スラリーに含まれているのと同じ有機バインダを少量添
加した銀ペースト４３を用いて導体膜パターン４４を印
刷する。スキージ４５を移動することで、スクリーンマ
スク４６に対応した形状に導電ペースト４３をフィルム
２０上に転写する。導体膜パターン４４の厚さは５〜６
０μｍ程度とする。厚くする方が電気抵抗が小さくなる
ため好ましい。スクリーン印刷機３０の導体膜パターン
の大きさは１０×１０cm程度であるので、スキージ４５
を１ストローク動かすことによって印刷が終了したらフ
ィルム２０を１２〜１４cm程度進ませ、それから次の印
刷を行う。これらはセンサで検出し間欠駆動ロール機構
４０の動作を制御することで行う。印刷した導体膜パタ
ーン４４は、送風乾燥機３２で乾燥させる。

【００１６】バッファ機構２６は、上流側の間欠移送動
作と下流側の連続移送動作を整合させるものであり、あ
る一定区間（間欠移送距離に相当する長さ程度もしくは
それ以上）だけシートを弛ませるようになっている。

【００１７】下流側は、テンションロール機構４８でフ
ィルム２０にある程度のバックテンションをかけつつ、
ガイドロール５０を介して巻取りロール２４で巻き取る
ようにしてフィルムを連続的に移送する。シート成形機
３４は、ドクターブレード装置５２と加熱装置（加熱ヒ
ータあるいは熱風乾燥機など）５４を具備している。ド
クターブレード装置５２にセラミックスラリー５６を注
入し、ブレードとフィルムの間の狭い間隙から該セラミ
ックスラリーを一定厚さの膜状に吐出させる。セラミッ
クスラリーは、誘電体セラミック粉末（例えばチタン酸
バリウム系マイクロ波用誘電体材料を粉砕して粒径１μ
ｍ程度とした粉末）と有機バインダと溶剤などを混合し
たものである。そして膜状体を加熱装置５４で加熱乾燥
し、溶剤蒸気を排気することでグリーンシート５８とす
る。グリーンシート５８の厚さは数十μｍ（例えば８０
μｍ程度）である。グリーンシート５８及び導体膜パタ
ーン４４が載ったフィルム２０は、そのままガイドロー
ル３６へ移動し、そこでフィルム２０が剥がされて、剥
がされたフィルム２０は巻取りロール２４で巻き取ら
れ、導体膜パターン付きのグリーンシート５８は別の巻
取りロール６０で巻き取られる。

【００１８】本製造装置の各部でのフィルム等の断面図
を図２に示す。Ａはスクリーン印刷機による印刷工程を
示し、フィルム２０上に所定の導体膜パターン４４が印
刷される。Ｂはシート成形機によるシート成形工程を示
し、それらフィルム２０と導体膜パターン４４の上に所
定の膜厚のグリーンシート５８が形成される。Ｃはその
後の剥離工程を示し、導体膜パターン４４及びグリーン
シート５８からフィルム２０が剥がされる。これによっ
て導体膜パターン付きグリーンシートが得られる。

【００１９】巻き取った導体膜パターン付きグリーンシ
ートは、プレス機に打抜き金型を取り付けて後工程で積
層する大きさ（１２×１２cm程度）に打ち抜く。図３の
Ａに示すように、導体膜パターン４４の印刷と同時に切
断用の位置決めマーク６２を印刷しておくと、打抜き工
程でＣＣＤカメラで位置決めマーク６２を読み取りなが
ら、自動的に且つ正確に打ち抜き、積層用グリーンシー
トを作製できる。図３のＢは作製した積層用グリーンシ
ート６４である。なお、同時に打ち抜くことで四隅に形
成した穴６５は、積層のための位置決め用である。

【００２０】本発明方法により得られる導体膜パターン
付きグリーンシートは、図４のＡに示すように、セラミ
ックグリーンシート５８に導体膜パターン４４が埋設転
写された状態となり、露出している導体膜パターン４４
の表面は、グリーンシート５８の表面と完全に面一（同
一平面）となる。つまり、表面は凹凸のない平坦な状態
となる。従って、その上に別のグリーンシートを積層す
ると、図４のＢに示すように、両方のグリーンシートは
全面で完全に密着し、加熱圧着することで隙間は全く生
じない。その結果、隙間の発生による様々な不都合（焼
成時の亀裂の発生、Ｑの低下など）を防止できる。

【００２１】以上、本発明方法を実施するための製造装
置の一例について説明したが、本発明はそれ以外の装置
構成でも実施できる。フィルムからグリーンシート及び
導体膜パターンを剥離し易くするために、予めフィルム
の表面に離型剤をコーティングしておく方法も有効であ
る。それによって転写時の導体膜パターン欠損の発生を
より一層確実に防止できる。その場合、離型剤、例えば
ポリ四ふっ化エチレン（商品名：テフロン）をスプレー
法など任意の方法で予めコーティングしたフィルムを繰
出しロールに装着してもよいし、スクリーン印刷機の前
段に離型剤コーティング装置を設置してもよい。また上
記の実施例では、一旦導体膜パターン付きグリーンシー
トを巻取りロールに巻き取ってから打抜き工程に搬送し
て打ち抜いているが、シート成形機から出てフィルムを
剥離したならば、引き続いて打抜き装置に導き、打ち抜
くように構成してもよい。更に、バッファ機構の上流側
と下流側を別々に構成してもよい。つまり間欠動作する
スクリーン印刷工程でフィルムに導体膜パターンを印刷
して巻き取り、その巻き取ったロールを連続動作する次
のシート成形工程に取り付けてグリーンシートの成形と
フィルムの剥離を行う方法である。

【００２２】本発明方法は上記のような連続動作ではな
く、１枚１枚のバッチ処理にも適用できる。つまりフィ
ルムを１枚ずつスクリーン印刷機に供給して導体膜パタ
ーンを印刷し乾燥した後、それを１枚ずつシート成形機
に送ってセラミックスラリーを塗布し乾燥してグリーン
シートを成形し、フィルムを剥がした後、所定の寸法に
打ち抜く方法である。

【００２３】このような導体膜パターン付きグリーンシ
ートを用いて２段インターデジタル型の積層誘電体フィ
ルタを製造する例を図６に示す。図面を簡略化し説明を
分かり易くするために、ここでは１個のチップ（積層誘
電体フィルタ）のみを描いている。単なるグリーンシー
ト（導体パターンを形成していないグリーンシート）７
０の他に、導電ペーストを用いてスクリーン印刷法によ
り表面に共振器内導体パターンを印刷したグリーンシー
ト７２と、全面に外面アースパターンを印刷したグリー
ンシート７４、及び外面アースパターン７５ａとそれと
は絶縁されている２個の入出力電極パターン７５ｂの両
方を印刷したグリーンシート７６等を用意する。共振器
内導体パターンを印刷したグリーンシート７２を中央に
配置し、上下に単なるグリーンシート７０を必要枚数積
層して、最上層には外面アースパターンを形成したグリ
ーンシート７４を、最下層には外面アースパターン７５
ａと入出力電極パターン７５ｂを形成したグリーンシー
ト７６を配置し、加圧することにより圧着一体化する。
なお最下層のグリーンシート７６は、外側面（図６では
下面）に外面アースパターン７５ａと入出力電極パター
ン７５ｂが現れる向きで積層する。その後、チップの側
面に外面アース導体７８と入出力端子８０となる導電ペ
ーストを塗布し、焼成することによって積層誘電体フィ
ルタ８２が得られる。

【００２４】上記の共振器内導体パターンを印刷したグ
リーンシート７２は、必ず積層ブロックの内部に位置す
るために、本発明方法により製造する。それに対して全
面にアースパターンを印刷したグリーンシート７４及び
外面アースパターンとそれとは絶縁されている２個の入
出力電極パターンの両方を印刷したグリーンシート７６
は、積層時に外側に位置するために従来方法で製造して
も大きな支障は生じない。勿論、全て本発明方法によっ
て製造してもよいことは言うまでもない。実際には、こ
のような積層誘電体フィルタの製造方法においては、多
数個取りができるように、大きな面積の誘電体グリーン
シートを使用し、それに必要な導体パターンを縦横に規
則正しく繰り返し印刷し、所定の順序に積層して圧着一
体化し、得られる積層ブロックを縦横に切断して１個１
個のチップに分離し、焼成する方法が採用されている。
前記のように１個１個のチップの状態が図６である。

【００２５】

【発明の効果】本発明は上記のように、フィルムに導体
膜パターンを印刷し、その上にセラミックスラリーを塗
布して乾燥させた後、フィルムを剥がすことにより、導
体膜パターン付きグリーンシートを得る方法であるか
ら、セラミックスラリーを塗布する工程では既に導体膜
パターンは乾燥しており、グリーンシートに皺が寄るな
どの変形は生じず、積層時のパターンずれを防止でき
る。本発明では、化学的にも安定しているフィルム上に
導電ペーストを印刷するために、フィルム自体が変形す
ることは無く、グリーンシートとの相性を考慮すること
なしに最適の導電ペーストを用いることが可能となり、
製造し易く且つ材料選択の自由度が非常に拡大する。こ
のため、寸法精度並びに特性のばらつきの少ない良好な
積層部品が得られる。

【００２６】また本発明によれば、導体膜パターンはセ
ラミックグリーンシートに埋設状態で付着するため、導
体膜パターンの有無にかかわらず表面が平坦となる。こ
のために、セラミックグリーンシート同士を接合する際
の隙間が生じず、圧着時の圧力むらが生じず、焼成時に
剥離する恐れも無くなるし、隙間が生じないために特性
の向上も期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するのに好適な製造装置の一
例を示す説明図。

【図２】製造の各段階でのフィルム及びグリーンシート
等の状態を示す断面図。

【図３】導体膜パターンと切断用の位置決めマーク及び
打ち抜き状態を示す平面図。

【図４】本発明方法により得られる導体膜パターン付き
グリーンシートの説明図。

【図５】従来方法により得られる導体膜パターン付きグ
リーンシートの説明図。

【図６】積層誘電体フィルタの組立構造の一例を示す説
明図。

【符号の説明】

２０ フィルム ２２ 繰出しロール ２４ 巻取りロール ２６ バッファ機構 ３０ スクリーン印刷機 ３２ 送風乾燥機 ３４ シート成形機 ４０ 間欠駆動ロール機構 ４４ 導体膜パターン ４８ テンションロール機構 ５２ ドクターブレード装置 ５４ 加熱装置 ５８ グリーンシート ６０ 巻取りロール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層部品の製造に使用する導体膜パター
   ン付きセラミックグリーンシートを製造する方法におい
   て、 フィルム上に導体膜パターンを印刷し、その上にセラミ
   ックスラリーを塗布して乾燥させた後、付着している前
   記フィルムを剥がすことにより、グリーンシートに導体
   膜パターンを転写することを特徴とする積層部品用グリ
   ーンシートの製造方法。
2. 【請求項２】 フィルムとしてポリエチレンテレフタレ
   ートフィルムを使用し、セラミックスラリーに含まれて
   いる有機バインダを少量添加した銀系の導電ペーストで
   導体膜パターンを印刷する請求項１記載の積層部品用グ
   リーンシートの製造方法。
3. 【請求項３】 導体膜パターンを長尺のフィルムに断続
   的に印刷し、セラミックスラリーをドクターブレード法
   により連続的に塗布する請求項１又は２記載の積層部品
   用グリーンシートの製造方法。
4. 【請求項４】 フィルム上に、導体膜パターンと同時に
   グリーンシート切断用の位置決めマークも印刷する請求
   項１乃至３記載の積層部品用グリーンシートの製造方
   法。
5. 【請求項５】 導体膜パターン印刷前に、フィルムの導
   体膜パターン印刷面に離型剤をコーティングする請求項
   １乃至４記載の積層部品用グリーンシートの製造方法。