JPH1074662A - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部構造欠陥等の不良の発生を防止する積層
セラミックコンデンサの製造方法を提供することを目的
とする。 【解決手段】 全面に内部電極４となるパラジウムペー
ストを塗布乾燥した第１のグリーンシートのパラジウム
塗布面に、金型６に設けた内部電極４と同じ形状の凸部
５面を押し当て凸部５面に内部電極４を転写した後、第
２のグリーンシート２に内部電極４を再転写し、次いで
新しい第３のグリーンシート２を重ね加圧し、重ねた
上、下のグリーンシート２に内部電極４をめり込ませ
た、三層構造体８としたものを多数積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層セラミックコン
デンサのような、セラミックグリーンシートと内部電極
とを交互に複数積層した積層セラミックコンデンサの製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の積層セラミックコンデンサの一般
的な製造方法を説明する。

【０００３】先ず、セラミックスラリーをキャリアフィ
ルム面に塗布乾燥して得たセラミックグリーンシート面
に、所定形状の内部電極をスクリーン印刷法により形成
した後、電極ペースト中の溶剤を乾燥・揮発させる。前
記内部電極を形成したセラミックグリーンシートを、積
層セラミックコンデンサ寸法形状に裁断したとき、前記
内部電極が各々異なる端面に露出するように複数積層
し、その上、下面に無効層を重ねた後加圧圧着する。次
に前記積層体を、所定の積層セラミックコンデンサ寸法
形状に裁断した後、焼成し、さらに内部電極が露出した
端面に外部電極を形成して積層セラミックコンデンサを
得ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記従来の方法
では、内部電極を形成したグリーンシートを複数積層し
た場合、高積層になるに従って内部電極が形成された部
分と、内部電極が形成されていない部分との厚み段差が
大きくなる。このため積層後に全体を加圧圧着して積層
体とするとき、積層体全体を均一に加圧することが困難
となる。これが積層セラミックコンデンサの焼結時にク
ラックや層間剥離などの内部欠陥が生じる原因となる。
また形成された内部電極の厚みは、電極の中央部より端
部の方が厚くなる傾向があり、このため内部電極を塗布
したグリーンシートを複数層及び無効層を積層し、加圧
圧着する場合積層数が多くなると、内部電極を形成した
部分においても、内部電極の中央部と端部の厚みが差を
生じ接着性が悪くなり、前記同様な欠陥が発生し易くな
る。

【０００５】本発明の積層セラミックコンデンサの製造
方法は、高積層化を実現し、尚かつ内部構造欠陥等の不
良発生を抑制することができる積層セラミック電子部品
の製造方法を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、第１のグリーンシート全面に電極ペースト
を印刷し、電極の厚み差のない中央部分を、凸部を多数
形成した金型の凸部面に転写し、次にこれを別に準備し
た第２のグリーンシート面に内部電極を再転写した後、
内部電極が再転写された第２のグリーンシート面さらに
別に準備した第３のグリーンシートを重ねて、平坦面を
有する金型で加圧し、再転写された内部電極を上、下の
第２，第３のグリーンシートにめり込ませたサンドイッ
チ状の三層構造としたものを複数積層し、さらにその
上、下面に無効層を重ねた後、加圧圧着し積層体とする
ものである。これにより内部電極が形成された部分と形
成されていない部分との厚み差が解消され、積層体全体
を均一に加圧圧着することができる。その結果積層セラ
ミックコンデンサの内部構造欠陥等の不良の発生を防止
することができ、所期の目的を達成することが可能とな
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、第１のセラミックグリーンシート全面に内部電極と
なる金属粉末ペーストを印刷塗布した後、ペースト中の
溶剤成分を乾燥・揮発させる第一工程と、第一工程で形
成した第１のグリーンシートの電極塗布面に、所定の内
部電極寸法形状の凸部を多数形成した金型の凸部面を押
し当て、塗布された内部電極を金型凸部面に転写する第
二工程と、次に別に用意した第２のセラミックグリーン
シート面に前記金型の凸部面を押しつけ内部電極を再転
写する第三工程と、さらに別に用意した第３のグリーン
シートを第三工程で内部電極を再転写した面に重ねた
後、第３のグリーンシート面より大きく、かつ平坦面を
有する金型で加圧し、再転写された内部電極を第２およ
び第３のグリーンシートにめり込ませて、サンドイッチ
状の三層構造グリーンシートとする第四工程と、前記第
四工程で得た三層構造体を所定の積層セラミックコンデ
ンサ形状に裁断したとき、内部電極が各々交互に異なる
端面に露出するように多数積層し、さらにその上、下面
に無効層を重ねた後、平坦面を有する金型で加圧圧着し
て積層体を得る第五工程と、前記積層体を裁断し、焼成
した後、その端面に外部電極を形成する第六工程からな
る、積層セラミックコンデンサの製造方法である。これ
により内部電極が形成された部分と、内部電極がない部
分の厚み差がなくなり、積層体全体を均一加圧圧着する
ことができ、積層体を所定の積層セラミックコンデンサ
形状寸法に裁断し、その後の焼成工程において発生しや
すい内部構造欠陥等の不良を防止することができるもの
である。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、第二工
程で使用する凸部を多数形成した金型の凸部面を５０〜
６０℃の温度に加熱した状態で用いるものであり、これ
により第一工程で形成した内部電極を金型凸部面に転写
する際、電極に含まれる樹脂成分が熱により軟化し金型
の凸部面に転写が容易になる。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、第１の
セラミックグリーンシート全面に内部電極となる金属粉
末ペーストを印刷塗布した後、ペースト中の溶剤成分を
乾燥・揮発させた第１のグリーンシートを作成する第一
工程と、第一工程で形成した第１のグリーンシートの電
極塗布面に、所定の内部電極寸法形状の凸部を多数形成
した金型の凸部面を押し当て、塗布された電極を金型凸
部面に転写する第二工程と、次いで別に用意した第２セ
ラミックグリーンシート面に前記金型の凸部面を押しつ
け、内部電極を再転写するとともに、再転写した内部電
極の面が第２のグリーンシート面と同じ高さになるよう
にめり込ませる第三工程と、第三工程で内部電極を再転
写、めり込ませた第２のグリーンシートを、前記再転写
めり込ませた内部電極が、積層セラミックコンデンサの
所定寸法形状に裁断したとき各々交互に異なる端面に露
出するようにして多数積層し、さらにその上、下面に無
効層を重ねた後、平坦面を有する金型で加圧圧着し積層
体を得る第四工程と、前記積層体を裁断し、焼成した
後、その端面に外部電極を形成する第五工程からなる積
層セラミックコンデンサの製造方法である。これにより
内部電極が形成された部分と、内部電極がない部分との
厚み差が解消され、積層体全体を均一に加圧圧着するこ
とができ、積層体を所定の積層セラミックコンデンサ形
状寸法に裁断し、その後の焼成工程において発生しやす
い内部構造欠陥等の不良の発生を防止することができる
ものである。

【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、第二工
程及び第三工程で使用する凸部を多数形成した金型の凸
部面を５０〜６０℃の温度に加熱した状態で用いるもの
であり、これにより第一工程で形成した内部電極を金型
凸部面に転写する際、電極に含まれる樹脂成分が熱によ
り軟化し、金型に多数形成した凸部面に内部電極の転写
が容易になる。またさらに第三工程では内部電極が再転
写されたグリーンシートに含まれるバインダー成分が軟
化し、再転写された内部電極をめり込ませることが容易
になる。

【００１１】以下、本発明の一実施形態を図１を用いて
説明する。 （実施形態１）図１は本発明の一実施形態の三層構造積
層体の加圧状態を示す断面図、図２は二層構造グリーン
シートの断面図である。図１，図２において１はキャリ
アフィルム、２は有効層用の７μｍのグリーンシート、
３は二層構造体、４は内部電極、５は凸部、６は凸部を
有する金型、７は平坦面を有する金型、８は三層構造体
である。

【００１２】まず、チタン酸バリウムを主成分とするセ
ラミック粉末をバインダーとしてポリビニルブチラー
ル、可塑剤としてフタル酸ジブチル、溶媒としてメチル
エチルケトンを所定量秤量し、これらに分散メディアと
してジルコニアボールを用いて、ボールミルで４０時間
混合して、セラミックスラリーを得る。次に、図２のご
とく前記セラミックスラリーをポリエチレンテレフタレ
ート製の離型剤処理の施されたキャリアフィルム１面
に、ロールコート法により厚み３μｍのグリーンシート
（図示していない）と、有効層用の厚み７μｍのグリー
ンシート２、および無効層用の厚み５０μｍのグリーン
シート（図示していない）を、各々形成し、乾燥した後
所定寸法に切断する。次に３μｍグリーンシート面に内
部電極４となる、パラジウムペーストを２μｍの厚さで
全面に印刷した後、９０℃の温度で１分間乾燥しパラジ
ウムペーストに含まれる溶剤を乾燥・揮発させ内部電極
４となるバラジウムが塗布された第１のグリーンシート
を得る。その後、前記第１のグリーンシートのパラジウ
ム塗布面に、図２のごとく５５℃に加熱した内部電極４
寸法形状の凸部５を形成した金型６を押し当て、パラジ
ウム塗布面より内部電極４を転写した後、別の第２のグ
リーンシート２面に内部電極４を再転写を行う。その後
図１のごとく前記内部電極４が転写された二層構造グリ
ーンシート２面に、新たな第３のグリーンシート２を重
ね、平坦面を有する金型７で２００kg／cm ²の圧力で加
圧し、再転写された内部電極４を上、下のグリーンシー
ト２にめり込ませた、サンドイッチ状の三層構造体８を
作製する。三層構造体８を積層セラミックコンデンサ形
状寸法に裁断したとき、内部電極４が各々交互に異なる
端面に露出するようにずらして１１０枚積層し、さらに
その上、下面に無効層グリーンシートを各々３枚ずつ重
ね、次に平坦面を有する金型７で２５０kg／cm²の圧力
で加圧圧着し、積層体を構成する。ついで積層体を所定
の積層セラミックコンデンサ形状寸法に裁断し、４００
℃の温度で１０時間バインダー除去を行った後、焼成炉
に投入し、１２８０℃の温度で５時間焼成を行い磁器化
させる。その後、内部電極４の露出している端面に外部
電極を付与し、さらに半田付性を向上させるため外部電
極の表面にメッキ処理を施して積層セラミックコンデン
サを作製した。得られた積層セラミックコンデンサの静
電容量と内部構造欠陥およびショート不良の発生状況を
調べ、その結果を（表１）に示した。また従来工法によ
って得た積層セラミックコンデンサの調査結果も併せて
（表１）に示した。

【００１３】

【表１】

【００１４】（表１）から分かるように本発明の工法に
よれば、静電容量値は従来品に比べて小さくなるが、内
部構造欠陥（ヒビ、デラミネーション）の発生及びショ
ート不良は、高積層であるにも拘らず発生数が減少して
いる。これに対し、従来工法品は、特に内部構造欠陥が
多く発生している。このことは内部電極４を上、下のグ
リーンシート２にめり込ませた本発明の三層構造体８
は、内部電極４を形成した部分と内部電極４がない部分
との厚み差がなく厚みが均一であるため、これを複数積
層したものを加圧圧着し積層体とする際に、積層体全体
を均一加圧が可能となり、その結果として内部構造欠陥
の発生を防止することができたものと思われる。

【００１５】（実施形態２）実施形態１と同様に、ロー
ルコート法により厚み３μｍのグリーンシートと有効層
用の厚み７μｍのグリーンシート２および無効層用の厚
み５０μｍセラミックグリーンシートを各々形成し、乾
燥後、所定寸法に切断する。次に前記３μｍセラミック
グリーンシート面に内部電極４となる、パラジウムペー
ストを２μｍの厚さに全面印刷した後、９０℃の温度で
１分間乾燥しパラジウムペーストに含まれる溶剤を揮発
させパラジウムペーストが塗布されたシートを得る。そ
の後、前記シートのパラジウム塗布面に、５５℃に加熱
した内部電極４の形状の凸部５を多数形成した金型６の
凸部５面を押し当て、図３のごとくパラジウム塗布面よ
り金型６の凸部５面に内部電極４を転写し、次に前記グ
リーンシート２面に内部電極４を再転写するとともに加
圧し、再転写した内部電極４をグリーンシート２面と同
じ高さになるようにめり込ませた変形二層構造体９を作
製する。この様にして得られた変形二層構造体９を所定
の積層セラミックコンデンサ形状寸法に裁断したとき、
内部電極４が各々交互に異なる端面に露出するようにず
らして１１０枚積層した後、さらにその上、下面に無効
層グリーンシートを各々３枚ずつ重ねた、平坦面を有す
る金型７で２５０kg／cm²の圧力で加圧圧着し、積層体
を構成する。以降の工程を実施形態１と同様に処理し、
積層セラミックコンデンサを作製した。得られた積層セ
ラミックコンデンサの静電容量と、内部構造欠陥および
ショート不良の発生状況を調べその結果を（表２）に示
した。

【００１６】

【表２】

【００１７】（表２）より分かるように、実施の形態２
においても実施形態１と同様に、本発明の製造方法によ
る積層セラミックコンデンサは、内部構造欠陥およびシ
ョート不良の発生は高積層にも拘らず極めて低いもので
あった。このことはグリーンシート２の一枚に内部電極
４を再転写と同時にめり込ませた変形二層構造体９の場
合においても、内部電極４が形成された部分と、内部電
極４がない部分との厚み差がないため、これを複数積層
して加圧圧着して積層体を構成する際に、積層体全体を
均一加圧することが可能となる。その結果その後の裁
断、焼成において発生しやすい、内部構造欠陥の発生が
防止できたものと思われる。

【００１８】（実施形態３）実施形態１において、内部
電極４となるパラジウムペーストを塗布乾燥シートのパ
ラジウム塗布面から、金型６の凸部５面に内部電極４を
転写する際の、凸部５の表面温度を４０℃，５０℃，６
０℃，７０℃と変化させて、各々転写を行い、以降の工
程は実施形態１と同様にし処理して、積層セラミックコ
ンデンサを作製した。得られた積層セラミックコンデン
サの静電容量と、内部構造欠陥およびショート不良の発
生状況を調査した結果を（表３）に示した。

【００１９】

【表３】

【００２０】（表３）から分かるようにいずれの場合と
も内部構造欠陥、ショート不良の発生は極めて少ない
が、凸部５の表面温度が４０℃または７０℃の場合は静
電容量のバラツキが大きくなっている。これは凸部５の
表面温度が４０℃の場合、パラジウム塗布面より凸部５
に転写する際、パラジウム塗布面に含まれる樹脂の軟化
が不十分で、パラジウムを塗布したシートとの接着力が
勝り、内部電極４の形状にうまく転写することができ
ず、部分的に欠けた形状となり、その結果静電容量小が
発生したものと思われる。また凸部５の表面温度が７０
℃の場合はパラジウム塗布面より凸部５面に転写した内
部電極４が凸部５の表面に焼き付いたような状態とな
り、グリーンシート２面に内部電極４の再転写が不十分
となり、その結果静電容量小が発生したものと思われ
る。従ってパラジウムを塗布したシート面から内部電極
４を転写する金型６の凸部５の表面温度は５０〜６０℃
の温度範囲にとどめる必要があることが分かる。尚、こ
の現象は実施の形態２の場合においても同じように発生
する。また、実施形態１および２で用いた、セラミック
材料、この材料から作成したグリーンシート２の厚み及
び積層数、または焼成条件等の組み合わせを変えても、
同様な結果が得られるものと思われる。以上説明したよ
うに本発明によれば、積層セラミックコンデンサの内部
構造欠陥等の不良の発生を防止できる、優れた積層セラ
ミックコンデンサの製造方法を提供することが可能とな
る。

【００２１】

【発明の効果】以上、本発明によると、グリーンシート
と内部電極の高積層化に伴い、積層体の内部電極の形成
された部分と内部電極のない部分との厚み差のために、
積層体全体を均一加圧することが困難となり、その結果
発生しやすい内部構造欠陥等の不良発生を防止すること
ができる。またこの方法によりグリーンシート面に形成
する内部電極の面内の厚み差も同時に解消することので
きる優れた積層セラミックコンデンサの製造方法を提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の三層構造体の加圧状態を
示す断面図

【図２】本発明の実施形態１の二層構造グリーンシート
の断面図

【図３】本発明の実施形態２の変形二層構造体の断面図

【符号の説明】

１ キャリアフィルム ２ グリーンシート ３ 二層構造体 ４ 内部電極 ５ 凸部 ６ 凸部を有する金型 ７ 平坦面を有する金型 ８ 三層構造体 ９ 変形二層構造体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のセラミックグリーンシート全面に
   内部電極となる金属粉末ペーストを印刷塗布した後、ペ
   ースト中の溶剤成分を乾燥・揮発させる第一工程と、第
   一工程で形成した第１のグリーンシートの電極塗布面
   に、所定の内部電極寸法形状の凸部を多数形成した金型
   を押し当て、塗布された内部電極を金型凸部面に転写す
   る第二工程と、次に別に用意した第２のセラミックグリ
   ーンシート面に前記金型を押しつけ内部電極を再転写す
   る第三工程と、さらに別に用意した第３のグリーンシー
   トを第三工程で内部電極を再転写したグリーンシート面
   に重ねた後、第３のグリーンシート面より大きく、かつ
   平坦面を有する金型で加圧し、再転写された内部電極を
   第２および第３のグリーンシートにめり込ませたサンド
   イッチ状の三層構造とする第四工程と、前記第四工程で
   得た三層構造体を所定の積層セラミックコンデンサ形状
   に裁断したとき、内部電極が各々交互に異なる端面に露
   出するように多数積層し、さらにその上、下面に無効層
   を重ねた後、平坦面を有する金型で加圧圧着し、積層体
   とする第五工程と、前記積層体を裁断焼成し、その端面
   に外部電極を形成する第六工程からなる積層セラミック
   コンデンサの製造方法。
2. 【請求項２】 第二工程で使用する凸部を多数形成した
   金型の凸部面を５０〜６０℃の温度に加熱した状態で用
   いることを特徴とする請求項１に記載の積層セラミック
   コンデンサの製造方法。
3. 【請求項３】 第１のセラミックグリーンシート全面に
   内部電極となる金属粉末ペーストを印刷塗布した後、ペ
   ースト中の溶剤成分を乾燥・揮発させる第一工程と、第
   一工程で形成した第１のグリーンシートの電極塗布面
   に、所定の内部電極寸法形状の凸部を多数形成した金型
   を押し当て、塗布された内部電極を金型凸部面に転写す
   る第二工程と、次いで別に用意した第２セラミックグリ
   ーンシート面に前記金型を押しつけ内部電極を再転写す
   るとともに、転写した内部電極面が転写された第２のグ
   リーンシート面と同じ高さになるようにめり込ませる第
   三工程と、第三工程で形成した内部電極が転写され、め
   り込ませた第２グリーンシートを、前記転写めり込ませ
   た内部電極が、所定の積層セラミックコンデンサの寸法
   形状に裁断したとき各々交互に異なる端面に露出するよ
   うに多数積層し、さらにその上、下面に無効層グリーン
   シートを重ねた後、平坦面を有する金型で加圧圧着し積
   層体とする第四工程と、前記積層体を裁断し、焼成した
   後その端面に外部電極を形成する第五工程とからなる積
   層セラミックコンデンサの製造方法。
4. 【請求項４】 第二工程及び第三工程で使用する凸部を
   形成した金型の凸部面を５０〜６０℃の温度に加熱した
   状態で用いることを特徴とする請求項３に記載の積層セ
   ラミックコンデンサの製造方法。