JPH11238645A - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents

積層セラミックコンデンサの製造方法

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JPH11238645A
JPH11238645A JP3709998A JP3709998A JPH11238645A JP H11238645 A JPH11238645 A JP H11238645A JP 3709998 A JP3709998 A JP 3709998A JP 3709998 A JP3709998 A JP 3709998A JP H11238645 A JPH11238645 A JP H11238645A
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JP
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film
ceramic capacitor
electrode pattern
electrode
wound
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JP3709998A
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Nobuaki Kido
伸明 城戸
Takahisa Ono
隆央 大野
Jirou Sadanobu
治朗 定延
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層セラミックコンデンサの製造に際し、新
規で効率的な積層セラミックコンデンサの製造が可能な
方法を提供する。 【解決手段】 積層シートの切断チップ化工程、脱バイ
ンダー工程、焼成工程及び外部電極の形成工程を含んで
なる積層セラミックコンデンサの製造方法において、該
積層シートが、セラミックス及び有機結合材成分からな
るフィルムに、電極パターンが形成された転写用フィル
ムから電極パターンを転写させ、巻回して積層シートを
形成されたものであることを特徴とする積層セラミック
コンデンサの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は積層セラミックコン
デンサーの製造方法に関し、さらに詳しくは積層セラミ
ックコンデンサーの製造に用いる積層シートを、平板あ
るいは円筒等のボビン、及び電極転写用フィルムを用い
て効率よく製造する方法に関する。
【0002】
【従来技術】積層セラミックコンデンサは複数の誘電体
セラミックス層と各誘電体セラミックス層間に形成され
る複数の内部電極と、誘電体セラミック層の各端面にお
いてこれらの内部電極と接続される外部電極からなって
いる。
【0003】従来、積層セラミックコンデンサは、以下
のような工程で製造されている。例えばセラミックスス
ラリーをドクターブレード法によってステンレススチー
ルベルト等の上にキャストすることによりシート状に成
形されたセラミックグリーンシート上面に例えばパラジ
ウム、銀−パラジウム、ニッケル等の内部電極となる金
属を含む導電ペーストを使用して、スクリーン印刷等の
方法で所定の電極パターンを形成する。通常1枚のグリ
ーンシート上に複数の電極パターンを形成し、後の工程
で切断することにより複数個の積層セラミックコンデン
サを製造する。
【0004】導電ペースト層が形成されたセラミックス
グリーンシートは複数枚積層され、厚み方向にプレスす
ることにより圧着する。あるいは湿式あるいは乾式の等
方圧プレスも使用される。
【0005】次に圧着された積層体は個々の積層セラミ
ックコンデンサを得るための積層体が得られるように切
断され、得られた個々の積層体を脱バインダーしさらに
焼成して焼結体を得る。その後、内部電極と導通する外
部電極を焼き付けることにより積層セラミックコンデン
サが製造される。
【0006】しかしながら、上記の如くセラミックスグ
リーンシートを複数枚積層して積層セラミックコンデン
サを製造する方法以外の、生産性を向上させる他の製造
方法の開発が期待される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は積層セ
ラミックコンデンサの製造に際し、新規で効率的な積層
セラミックコンデンサの製造が可能な方法を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の課題
を解決すべく鋭意検討した結果、自立性のあるフィルム
を巻回して巻回体を得ながら電極転写用のフィルムを用
いて電極を形成しつつ積層体を形成していくことが有効
なことを見出し本発明に至った。
【0009】すなわち本発明は、積層シートの切断チッ
プ化工程、脱バインダー工程、焼成工程及び外部電極の
形成工程を含んでなる積層セラミックコンデンサの製造
方法において、該積層シートが、セラミックス及び有機
結合材成分からなるフィルムに、電極パターンが形成さ
れた転写用フィルムから電極パターンを転写させ、巻回
して積層シートを形成されたものであることを特徴とす
る積層セラミックコンデンサの製造方法である。
【0010】本発明で使用されるセラミックグリーンシ
ートと呼ばれるフィルムは、セラミックス及び有機結合
材成分からなる。そしてキャリヤテープ等の支持基材な
しで、単独で扱えることができる自立性を持ち、後述す
るように平板あるいは円筒ボビンに巻くことができるよ
うな柔軟さ、しなやかさを有するフィルムである。この
フィルムは、空孔率が体積の1〜80%を有するもので
あり、空孔率5〜50%のものを好ましく用いることが
できる。かかるセラミックグリーンシートとしては特表
平4−500835号公報にて開示されている無機物含
有フィルムを例示することができる。
【0011】本発明における焼結可能なセラミックスと
しては、従来の積層セラミックコンデンサの製造に使用
可能な材料であれば制限はなく、各種誘電体材料が使用
可能である。例えばチタン、アルミ、バリウム、鉛、ジ
ルコニウム、珪素、イットリウム等からなる酸化物セラ
ミックスを挙げることができる。
【0012】本発明における有機結合材成分としては、
上記無機性分の結合材として自立性のフィルムを形成で
きる高分子量のポリマーが使用可能であり、上記公表公
報に記載されているように重量平均分子量40万以上の
ポリマー、特に重量平均分子量40万以上ポリオレフィ
ンを好ましく使用することができる。分子量はグリーン
シートへの成形が可能であれば、伸度、強度の点で高い
ほうが好ましく、100万以上が更に好ましい。ポリオ
レフィンとしてはポリエチレン、ポリビニルアルコール
およびそれらの共重合体のいずれかからなるポリオレフ
ィンであることが好ましく、超高分子量ポリエチレンが
特に好ましい。
【0013】本発明で巻回に使用されるフィルムは、焼
結可能なセラミックス成分50〜95重量%、有機結合
材成分5〜50重量%からなる。セラミックスの含有率
は高いほど有機成分の除去には有利であるが、シートの
形状保持の点から有機結合材成分が5〜50重量%程度
あることが好ましい。有機結合材成分としては6〜35
重量%がより好ましく、7〜20重量%の範囲が更に好
ましい。
【0014】本発明で使用される電極の転写用フィルム
は、ベースフィルムの片面に、矩形の電極パターンの内
部回路要素が多数形成されているものである。かかる電
極パターンは、圧着によって巻回する上記フィルム上に
転写される。
【0015】転写用フィルムは、ポリエステル、ポリオ
レフィン等のベースフィルム上に、転写されるべき電極
パターンが形成されたものである。この電極パターンが
形成されるベースフィルム上には、適宜シリコンなどか
らなる離形剤がコーティングされたものが好ましい。電
極パターンは、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等の
各種印刷法あるいは蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成法
といった従来公知の方法により形成することができる。
【0016】本発明で使用される平板、正多角柱あるい
は円筒等のボビンとしては、電極パターンの転写時の熱
あるいは圧力に耐えるものであればよく、金属、耐熱性
樹脂などからなるものが使用可能である。大きさは特に
制限はないが、平板ではたて、よこそれぞれ十数cm以
上から1m程度、厚さ3〜50mm程度、正多角柱で
は、たて、よこそれぞれ十数cm〜1m程度で、3〜5
0程度の面から構成されるもの、円筒ボビンでは直径が
数十cmから2m程度かそれ以下のものが好ましい。
【0017】転写は、連続的あるは段階的に転写用フィ
ルムから巻回していく上記フィルムに転写される。この
転写は上記フィルムを巻回する平板上や円筒等のボビン
上で行うことができるが、該フィルムが平板や円筒等の
ボビンに巻回する前に転写することもできる。該フィル
ムを平板に巻回する場合には、半回転の巻回ごとに平板
の片面に対して電極パターンの転写を行うか、あるいは
一回の巻回に対して平板の両面に電極の転写を行うとい
った段階的な電極の転写を、正多角柱に巻回を行う場合
には正多角柱のそれぞれの面に対して段階的な電極の転
写を行う方法が好ましい。また、円筒ボビンに巻回を行
う場合には、ボビンの回転角に対し一定の電極パターン
の一定の位置が対応するように巻回の進行と同時に電極
の転写を行うことが好ましい。
【0018】転写用フィルムからの電極の転写は、該転
写用フィルムを、巻回するフィルムに、室温あるいは加
熱雰囲気で接触させ圧着することによって実施すること
ができる。加熱による転写では、巻回に使用するフィル
ムが変形あるは劣化しない温度で好適に転写が実施可能
な温度で実施され、室温から150℃程度の温度で実施
するのが好適である。また、圧着する際は印加する圧力
は概略1〜200kg/cm2程度の範囲が好適であ
る。
【0019】電極パターンは、巻回されるフィルムの長
手方向に、一定間隔をおいて、規則的に多数配置される
ように行われる。そして該電極パターンの長辺がフィル
ムの巻回方向に対して平行に形成していることが好まし
い。矩形の大きさは製造させる積層セラミックコンデン
サのサイズに依存し、0.1mmから数mm程度の大き
さである。
【0020】平板を用いた巻回では、矩形の電極パター
ンが一定間隔をおいて多数配置されるように、平板上に
巻回されたフィルム上に転写用フィルムから転写され
る。このとき、コンデンサの電極パターンを得るために
は、以下のように巻回することが有効である。電極の転
写には、電極パターンの中心が、連続する周回において
巻回方向に隣接する2つの電極パターンの間隙の中心と
重なるように転写する。具体的には、連続する周回の一
方の周回(A1)の電極パターンの中心が、他方の周回
すなわち周回(A1)の前の周回及び次の周回(A2)に
おける2つの電極パターン間の空隙(マージン)の中心
と重なるように転写する。つまり、一周の巻回により電
極パターンはすぐ下及びすぐ上の層の電極パターンに対
してパターンがちょうど半分ずれた状態になるように転
写する。そのように電極を転写することによって、積層
セラミックコンデンサの電極パターンが形成される。
【0021】円筒ボビンを用いた巻回では、矩形の電極
パターンが一定間隔をおいて多数配置されるように、円
筒ボビンの外表面上に巻回されたフィルム上に転写用フ
ィルムから転写される。このとき、コンデンサの電極パ
ターンを得るためには、以下のように転写することが必
要である。電極の転写には、電極パターンの中心が、連
続する周回において巻回方向に隣接する2つの電極パタ
ーンの間隙の中心と重なるように転写する。具体的に
は、連続する周回の一方の周回(B1)の電極パターン
の中心が、他方の周回すなわち周回(B1)の前の周回
及び次の周回(B2)における2つの電極パターン間の
空隙(マージン)の中心と重なるように転写する。つま
り、一周の巻回により電極パターンはすぐ下及びすぐ上
の層の電極パターンに対してパターンがちょうど半分ず
れた状態となるよう転写する。そのように巻回すること
によって、積層セラミックコンデンサの電極パターンが
形成される。
【0022】なお、上記フィルムを巻回する際には、電
極パターンが転写されていない部分を、巻回の初期及び
後期に巻回してもよい。
【0023】こうしてできた巻回体は、熱板プレス機、
ラバープレス機、静水圧プレス機等を用いて加圧圧縮さ
れる。
【0024】巻回に使用しているグリーンシートが加熱
により収縮する場合には、該グリーンシートの有機結合
材成分が十分に緩和する温度以上に昇温加熱して緩和熱
処理を行なう必要がある。例えば、超高分子量ポリエチ
レンを有機結合材成分として用いた場合には加工方法に
も多少依存するが、140〜170℃程度での熱処理が
好ましいが、この際、巻回体が収縮しないように注意す
る必要がある。以下に巻回方式による好ましい熱処理方
法の態様について説明する。有機結合材成分の熱緩和が
十分ではない場合には、有機結合材成分の脱脂の際に巻
回体が収縮し好ましくない。
【0025】平板を用いて巻回した場合には、巻回体は
平板に巻回された状態かつ固定された状態で、熱板プレ
ス等を用いて加圧下に緩和熱処理することができる。こ
のように、圧力がかかった状態で熱処理温度まで巻回体
を昇温することにより、巻回体を構成するフィルムの収
縮を抑えることができる。印加する圧力としては概略1
0〜400kg/cm2である。
【0026】円筒ボビンを用いた巻回では、巻回体を構
成するフィルムが、この熱処理温度で収縮するとしても
収縮時の応力は中心方向に均一にかかるため、収縮によ
る積層のずれはほとんど生じず、巻回体のままでの熱処
理が可能である。
【0027】こうして熱処理された巻回体はそのままの
形状あるいは適宜切断などを行い、さらに静水圧プレス
機等を使用して緻密化処理を行うことも可能である。
【0028】得られた巻回体は電極パターンに従ってチ
ップ化し、これを加熱して脱バインダー及び焼成し、さ
らに外部電極を形成することにより積層セラミックコン
デンサを得る。
【0029】本発明の一実施態様は、積層シートを切断
してチップ化し、ついで脱バインダーおよび焼成し、さ
らに外部電極を形成して積層セラミックコンデンサを製
造するにあたり、セラミックス及び有機結合材成分から
なるフィルムを、電極パターンが形成された転写用フィ
ルムに圧着させながら巻回することにより、該フィルム
に連続的あるいは段階的に電極を転写しながら巻回して
積層シートを形成することを特徴とする積層セラミック
コンデンサの製造方法である。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、平板あるいは円筒ボビ
ン上に巻回されたフィルム上に転写フィルムを用いて電
極を形成することが可能であり、このような積層プロセ
ス中に電極の印刷工程や電極の乾燥工程を別工程として
は実質的に含まないため、積層セラミックコンデンサの
製造に用いるセラミックグリーンシートの積層体を、連
続してすみやかに効率よく製造することができる。得ら
れた積層セラミックコンデンサーは他の電子部品と組み
合わされて電子、電気回路を構成して電子機器、電気機
器等に好適に用いられる。
【0031】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明の好ましい態様に
ついて記載するが、本発明は実施例のみに限定されるも
のではない。
【0032】[参考例]厚み80μmのポリエチレンテ
レフタレートフィルム上にシリコン系の離形剤を塗布し
た転写用フィルムの表面に、スクリーン印刷法により、
矩形の電極パターンを形成した。電極パターンは、6.
92mm*1.3mmの矩形の電極が、空隙(マージ
ン)が0.6mmで、長辺方向に8個、短辺方向に30
個並んだパターンとした。用いた電極ペーストは、金属
粉が銀/パラジウムが重量比70/30であり、バイン
ダー樹脂としてはエチルセルロース、溶剤としては炭化
水素系溶剤と高沸点のアルコールとの混合溶剤系のもの
を使用した。それぞれの電極パターンは7cm間隔でス
クリーン印刷を行い、印刷後、80℃で3分間乾燥し、
転写用フィルムとした。
【0033】[実施例1]チタン酸バリウムを主成分と
するセラミックス91重量%、超高分子量ポリエチレン
9重量%、空孔率10%、厚み20μm、幅12cmの
フィルムを幅13cm長さ13cmの平板に15周巻回
した後、参考例で得られた転写用フィルムを所定の位置
に重ねあわせ、室温、100kg/cm2でフィルムに
接触させ加圧し電極パターンを転写した。ついで平板を
半回転させ、反対側の面に対しても同様に転写用フィル
ムを所定の位置に重ねあわせ、同様の条件で加圧した。
さらに平板を半回転させ、初めの電極パターンに対し矩
形の長辺方向に対して電極がフィルムの巻回方向(長手
方向)に半パターンずれた状態に転写フィルムを重ねあ
わせ、同様の条件で加圧した。以下同様にして、両面と
も、奇数層と偶数層は電極パターンが、矩形の長辺方向
に対して半パターンずれた状態となるように重ねあわせ
た。このようにして、巻回したフィルムの奇数層、偶数
層はそれぞれ平板に対して同じ位置に電極が形成される
ように転写された。フィルムは両面ともそれぞれ21回
の巻回・転写操作が行われた。
【0034】得られた巻回体を平板のまま、155℃、
100kg/cm2で10分間加圧した。この際熱によ
るフィルムの収縮を抑制する目的で巻回体は15mmの
ステンレス板に挟んで熱板プレス上に設置した。ついで
この巻回体を電極パターンに従ってチップ化した。得ら
れたチップを大気中で徐々に燃焼させながら1140℃
まで昇温し、2時間保持して焼成した。
【0035】得られた焼結体に銀の導電ペーストを用い
て外部電極を焼き付けた。こうしてできた積層セラミッ
クコンデンサは1kHzでの静電容量が110nF、誘
電損失が1.9%であった。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積層シートの切断チップ化工程、脱バイ
    ンダー工程、焼成工程及び外部電極の形成工程を含んで
    なる積層セラミックコンデンサの製造方法において、該
    積層シートが、セラミックス及び有機結合材成分からな
    るフィルムに、電極パターンが形成された転写用フィル
    ムから電極パターンを転写させ、巻回して積層シートを
    形成されたものであることを特徴とする積層セラミック
    コンデンサの製造方法。
  2. 【請求項2】 該積層シートが、巻回後さらに加熱処理
    されたものである請求項1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】 フィルムが、焼結可能なセラミックス成
    分50〜95重量%、および有機結合材成分5〜50重
    量%からなる請求項1または2記載の積層セラミックコ
    ンデンサの製造方法。
  4. 【請求項4】 有機結合材成分がポリオレフィンである
    請求項1〜3のいずれかに記載の積層セラミックコンデ
    ンサの製造方法。
  5. 【請求項5】 ポリオレフィンがポリエチレン、ポリビ
    ニルアルコールおよびそれらの共重合体からなる群より
    選ばれる少なくとも一種のポリオレフィンである請求項
    4記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
JP3709998A 1998-02-19 1998-02-19 積層セラミックコンデンサの製造方法 Pending JPH11238645A (ja)

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