JPS6232046A - 多層セラミツク構体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は多層セラミック基板や積層セラミックコンデ
ンサなどの用途に供される多層セラミック構体の製造方
法に関する。

〔従来の技術〕

この種の多層セラミック構体は、一般にセラミック粉末
および結合剤を含む成形シート（これを通常セラミック
グリーンシートと称している）を少なくとも２枚用意し
、これらを重ね合わせて積層体としたのち焼成すること
により製造されている。なお、上記成形シートの積層面
には用途目的に応じてたとえば導体粉末ペーストを予め
スクリーン印刷するなどの処理が施される。

この製造方法において成形シートを重ね合わせて積層体
とする際、積層後焼成に至るまでの間の取り扱いたとえ
ばＩＪＩ体としたのち所定形状に打ち抜き成形するなど
の加工を施す際あるいは焼成処理中に各シート間に位置
ずれなどが生じないように、接着剤を用いて各シートを
接着接合するという手段を採用している。従来のこの種
接着剤の使用法は、接着性ポリマーを有機溶剤に溶解さ
せた接着剤溶液を調製し、この溶液を成形シートの積層
面にはけ、ローラなどによって塗布する方法が一般的で
ある。

［発明が解決しようとする問題点１ しかるに、上記従来の接着剤溶液の塗布手段によると、
薄く均一に塗布することが難しいため、積層後打ち抜き
成形する際シート間に部分的な剥離や位置ずれを生じや
すく、また部分的に厚肉の接着塗膜が存在すると焼成時
シート間にボイドやふくれを生じさせる原因となって層
間密着性を大きく損ない、結局多層セラミック構体の品
質１歩留りが著しく低下する問題があった。また、接着
剤溶液の塗布手段は人手に頼らざるを得ず、しかも上述
の問題を可及的に回避するために非常に注意深く作業し
なければならないことから、積層。

打ち抜き成形および焼成才での全工程を自動化させにく
いという問題もあった。

したがって、この発明は、積層体を打ち抜き成形などす
る際に剥離や位置ずれを生じずしかも焼成時シート間に
ボイドやふくれを生じさせることもなく、眉間密着性の
良好な高品質の多層セラミック構体を高歩留りで製造で
き、かつ自動化が容易な多層セラミック構体の製造方法
を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討し
た結果、成形シートを積層一体化する際、予め均一厚み
に形成された接着フィルムを従来の接着剤溶液の代わり
に用いるようにしたときには、前記問題をすべて解決で
きることを知り、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、セラミック粉末および結合剤を
含む成形シート（以下、セラミックグリーンシートとい
う）の少なくとも２枚とこれらシート間に介在させた常
温で感圧接着性を有する接着フィルムとからなる積層体
を作製し、この積層体を焼成して多層セラミック構体と
することを特徴とする多層セラミック構体の製造方法に
係るものである。　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１このように、この発明においては、セラミ
ックグリーンシート同志を常温で感圧接着性を有する接
着フィルムで接着一体化するようにしたことにより、上
記接着フィルムが本来薄くてかつ均一な接着塗膜で構成
されたものであるため、これによって接着一体化された
積層体はその接着強度が積層面全体にわたって均一なも
のとなり、打ち抜き成形時やその他の取り扱い中にシー
ト間で剥離や位置ずれを生じるおそれがなく、しかも接
着塗膜が部分的に厚くなりすぎる弊害を持たないから、
焼成時にシート間にボイドやふくれを生じさせることも
ない。

したがって、上記接着フィルムで接着一体化された積層
体を打ち抜き成形などしたのち焼成して得られる多層セ
ラミック構体は、層間密着性の良好な高品質のものとな
り、かつこれら特性を安定して得ることができるから、
大量生産における歩留りの向上に好結果を得ることがで
きる。

また、上記の接着フィルムによれば、これを所定の形状
、大きさに打ち抜き成形するなどしてセラミックグリー
ンシートの積層面に貼り合わせるだけの作業でよいため
、従来の接着剤溶液をはけやローラで塗布する作業に比
し、作業性にはるかにすぐれるとともに、セラミックグ
リーンシート同志の積層工程を自動化することが可能と
なり、この積層工程とその後の打ち抜き成形工程、焼成
工程とを一貫した自動生産ラインにのせることができる
という利点がある。

［発明の構成・作用１ 以下、この発明の多層セラミック構体の製造方法を図面
を参考にして詳しく説明する。

この発明において使用されるセラミックグリーンシート
とは、セラミック粉末および結合剤を有機溶剤中に混合
分散させたセラミック組成物を用いて、スクリーン印刷
法やドクターブレード法などの手段で乾燥厚みが一般に
０．３〜２．０順程度に成形してなるものである。

上記のセラミック粉末としては、アルミナ粉、ベリリア
粉、ステアタイト粉、チタン酸バリウム粉、チタン酸マ
グネシウム粉などの公知の各種セラミックからなる平均
粒子径０．１〜１０Ｐ程度の粉末が使用される。また、
上記の結合剤としては、エチルセルロース、ニトロセル
ロース、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル系樹
脂などの各種の樹脂またはゴム質ポリマーが用いられる
。結合剤の使用量は、セラミック粉末との合計量中に占
める割合が一般に４〜３０重量％程度となるようにする
のが好ましく、あまり多くなりすぎると焼成セラミック
の密度や品質に好結果を得にくい。

有機溶剤としては、上記の結合剤を溶解できるものであ
ればよく、具体的にはキシレン、トルエン、ブタノール
などが使用される。なお、前記のセラミック組成物中に
は、上記の成分のほか、タルク、ＣａＯ１Ｍ　ｇ　０％
ＳｉＯ２などの任意成分を含ませて、これら任意成分を
セラミックグリーンシート中に含有させるようにしても
よい。しかし、その使用量は、シート全量の１５重量％
以下であるのがよい。

このように構成されるセラミックグリーンシートは、た
とえば第１図（５）、（Ｂ）および第２図囚、（Ｂ）の
如き形状、大きさに打ち抜き成形されて、積層体作製用
のシートとされる。また、一般に、第３図の如く、この
セラミックグリーンシートの積層面には、導体粉末ペー
スト層がパターン状にスクリーン印刷される。第１図〜
第３図において、１゜２はセラミックグリーンシート、
３は導体粉末ペースト層である。ここでは、上記の導体
粉末ペースト層３を第１図（５）、（Ｂ）に示すセラミ
ックグリーンシート１（こ設けた例を示しており、その
厚みは一般に５〜１００Ｐ程度である。

上記に用いられる導体粉末ペーストとは、モリブデン、
タングステン、金、銀、白金、パラジウムまたはこれら
の合金の如き平均粒子径が０．５〜１０μ程度の導体粉
末に結合剤および有機溶剤を加えて混練してなるもので
ある。結合剤および有機溶剤としては、前記セラミック
組成物におけるのと同様のものが用いられる。結合剤の
使用量は、導体粉末との合計量中に占める割合が一般に
１〜５重量重量％色され、また有機溶剤の使用量は、ペ
ースト全体の５〜２０重量％程度である。　　　　　　
１この発明においては、上記の如く構成されたセラミッ
クグリーンシート同志を両シート間に接着フィルムを介
在させて接着一体化して積層体を作製する。第４図（Ａ
ｌ　、　（Ｂ）はこの積層体の一例を示したもので、こ
こでは前述のように導体粉末ペースト層３が形成された
第１図に示すセラミックグリーンシートｌと第２図に示
すセラミックグリーンシート２とを、両者間に常温で感
圧接着性を有する接着フィルム４を介して接着一体化し
て積層体５としたものを示している。

上記の積層体５を作製するにあたっては、第５図に示さ
れるように、ポリエチレンテレフタレートフィルムなど
の表面平滑性の良好な合成樹脂フィルムにシリコーン樹
脂などの離型処理剤を施してなる離型フィルム６に、ポ
リ（メタ）アクリル酸アルキルエステル系やゴム系など
の各種樹脂を主成分とした室温で感圧接着性を有する接
着剤組成物をロールコータ法などの適宜の手段で塗工し
て接着フィルム４を形成してなる広幅の接着複合体４０
が用いられる。この複合体４０をセラミックグリーンシ
ート１，２と同じ大きさに打ち抜き成形して、その離型
フィルム６を剥がしながらセラミックグリーンシート１
上に貼り合わせ、その上に他方のセラミックグリーンシ
ート２を重ね合わせ、必要に応じて圧着することにより
、積層体５が作製される。

上記の接着フィルム４の厚みとしては、一般に３０／”
以下、好ましくは５〜２０／”程度である。

接着フィルム４の厚みが薄くなりすぎると積層体５の打
ち抜き成形時などにシート１，２間で剥離やずれを生じ
やすく、逆に厚くなりすぎると焼成時にシート間にボイ
ドやふくれを生じやすくなって層間密着性が低下する。

このようにして積層体５を作製したのち、たとえば第４
図人中の一点鎖線イにて示される大きさに打ち抜き成形
して所望形状となし、その後焼成工程に供して高温下で
焼成処理すると、第６図に示されるように、セラミック
グリーンシート１，２や導体粉末ペースト層３中の結合
剤や接着フィルム４が炭化消失し、上記シート１，２が
本質的にセラミック体１０．２０に変換されてその両者
の密着性にすぐれかつ接合強度の大きな多層セラミック
構体５０が得られる。

上記の焼成工程での加熱温度は、セラミックグリーンシ
ート中のセラミック粉末や導体粉末ペースト層中の導体
粉末の種類によって一部に決められないが、一般には１
，４００〜２，０００°Ｃ程度の範囲で上記各粉末の種
類に応じて適宜設定すればよい。焼成時の雰囲気として
は、上記各粉末の種類により酸化性ガス雰囲気（大気中
を含む）とするか、あるいは真空系や水素ガス雰囲気な
どの非酸化性ガス雰囲気とすればよい。たとえばセラミ
ック粉末がアルミナ粉末で導体粉末が白金粉末であれば
酸化性ガス雰囲気を採用でき、上記導体粉末をモリブデ
ン粉末としたときには非酸化性ガス雰囲気とすればよい
。

なお、以上の説明では、セラミックグリーンシートを２
枚積層する態様につき述べているが、上記シートの積層
枚数は任意である。すなわち、３枚以上通常１０枚まで
積層する場合でも、各シート間に接着フィルムを介在さ
せて前記同様の手法を採ることにより、各層間での眉間
密着性にすぐれる多層セラミック構体を製造することが
できる。

なおまた、接着フィルムは各シート間の積層面全面に設
けるのではなく、必要に応じて各積層面の一部にのみ局
部的に設けることも可能である。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明の多層セラミック構体の製造法
においては、焼成前のセラミックグリーンシート間の接
着が薄くかつ均一な厚みを有する常温で感圧接着性を有
する接着フィルムによりなされるものであるから、積層
から打ち抜き成形および焼成までの全ラインの自動化に
非常に有効であり、また従来の接着剤溶液の如き塗工む
らや厚みのばらつきに起因した打ち抜き成形時などでの
剥離や位置ずれ、焼成時のシート間のボイド、ふくれの
発生などの密着不良原因がなくなるため、層間密着性の
高い多層セラミック構体を高歩留りで製造できるという
効果が得られる。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。

実施例１ 平均粒子径２μのアルミナ粉末９３ｙ、タルク７ｙ１ポ
リメタクリル酸メチル５２およびキシレン１００９から
なるセラミック組成物をボールミル中で混合し、ドクタ
ーブレード法により乾燥厚みが１闘となるように成形し
、乾燥した。このようにして得たセラミックグリーンシ
ートを打ち抜き成形して、第１図（Ａ）　、　Ｑ３＋に
示される如き縦７−×横７０闘のセラミックグリーンシ
ートｌと、第２図（５）、β）に示される如き外寸が縦
７０酊×横７０朋で、内寸が縦２５朋×横２５羽のセラ
ミックグリーンシート２とを得た。

上記両シート１，２のうち、セラミックグリーンシート
１の片面に、平均粒子径が５μの白金粉末１００Ｐ、ニ
トロセルロース２ｙおよびキシレン１０ｙからなる組成
物をボールミル中で混合して得た導体粉末ペーストを、
第３図に示すようなパターン状にスクリーン印刷して、
厚みが３０／”の導体粉末ペースト層３を形成した。つ
ぎに、この導体粉末ペースト層３が形成されたセラミッ
クグリーンシート１上に厚みが１０戸の常温で感圧接着
性を有する接着フィルム４を貼り合わせ、この上に前記
他方のセラミックグリーンシート２を外形が一致するよ
うに重ね合わせ、圧着して、第４図（Ａ）　、　（Ｂ）
にて示されるような積層体５を作製した。

なお、上記接着フィルム４の貼り合わせは、シリコーン
樹脂で離型処理を施したポリエチレンテレフタレートか
らなる離型フィルム６上にポリ（メタ）アクリル酸アル
キルエステルを主成分とする常温で感圧接着性を有する
接着剤組成物を乾燥厚みが１０μとなるように塗工、乾
燥して接着フィルム４を形成してなる、第５図に示すよ
うな広幅な接着複合体４０を使用し、これを前記セラミ
ックグリーンシート１，２と同じ大きさとなるように打
ち抜き成形して、その離型フィルム６を剥がしながらセ
ラミックグリーンシート１上に貼り合わせるようにした
ものである。

このようにして積層体５を作製したのち、第４図（５）
中の一点鎖線イで示す大きさ、つまり縦５０闘×横５０
朋に打ち抜き成形したところ、この成形中にセラミック
グリーンシート１，２の剥離や位置ずれは全くみられな
かった。この打ち抜き成形後、空気中１，６００°Ｃで
３０分間焼成することにより、第６図に示す構成の多層
セラミック構体５０を得た。このセラミック構体５０の
セラミック体１０゜２０間の密着性および接合強度は非
常に良好で、両者間にふくれやボイドは全くみられず、
また反りなどの形状変化も認められなかった。

なおまた、上記手法による多層セラミック構体の製造を
１０回繰り返して、打ち抜き成形時の積層体の剥離２位
置ずれや焼成時のふくれ、ボイド。

反りなどの発生に起因した不良品の発生率を調べてみた
ところ、不良品の発生率は１００個中６Ｏ個以下で、多
層セラミック構体の歩留りを大きく向上できるものであ
ることが判った。ちなみに、上記実施例において、接着
フィルム４を用いる代わりに従来の接着剤溶液を塗布す
るようにした以外は、上記同様にして多層セラミック構
体を製造したところ、上記不良品の発生率は１００個中
７Ｏ〜９０個程度と高く、多層セラミック構体の歩留り
は非常、に低いものであった。

実施例２ 導体粉末ペースト層３を形成するための導体粉末ペース
トとして、白金粉末の代わりに平均粒子径３μのモリブ
デン粉末を同量使用し、かつ接着フィルム４を構成させ
るための室温で感圧接着性を有する接着剤組成物として
イソプレン系ゴム１００重量部に石油系樹脂４０重量部
を加えてなるものを使用するとともに、これを離型フィ
ルム６上に乾燥厚みが５μとなるように塗工、乾燥して
なる接着複合体４０を使用し、さらに焼成条件を水素ガ
ス雰囲気中１，６５０°Ｃで４０分間とした以外は、実
施例１と同様の手法にて多層セラミック構体を製造した
。

結果は、実施例１の場合と全く同じであり、打ち抜き成
形時の積層体の剥離２位置ずれや焼成時のボイド、ふく
れ２反りなどの発生はほとんど認められず、不良品の発
生率は１００個中５Ｏ個以　　　ｉ下で、高品質の多層
セラミック構体を高歩留りで製造できるものであること
が判った。

【図面の簡単な説明】

第１図（５）および第２図（４）はセラミック粉末およ
び結合剤を含む成形シートの異なる例を示す平面図、第
１図（Ｂ）および第２図（Ｂ）は上記第１図（４）およ
び第２囚人のＢ−Ｂ線断面図、第３図は上記第１図（５
）、（Ｂ）にて示される成形シート上に導体粉末ペース
）７ｇが印刷されてなる状態を示す平面図、第４囚人は
上記第３図に示す成形シート上に接着フィルムを介して
上記第２図（８）、（Ｂ）にて示される成形シートを接
着一体化して積層体とした状態を示す平面図、第４図（
Ｂｌは第４図（５）のＢ−Ｂ線断面図、第５図は接着フ
ィルムが離型フィルム上に設けられた接着複合体を示す
斜視図、第６図は第４図（Ａｌ。 （Ｂ）にて示す積層体を打ち抜き成形後焼成して得た多
層セラミック構体を示す断面図である。 １．２・・・成形シート、３・・・導体粉末ペースト層
、４・・・接着フィルム、５・・・積層体、５０・・多
層セラミック構体 特許出願人　　日東電気工業株式会社 代　理　人　　弁理士祢亘元邦夫（”’　−ｉ第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック粉末および結合剤を含む成形シートの
   少なくとも２枚とこれらシート間に介在させた常温で感
   圧接着性を有する接着フィルムとからなる積層体を作製
   し、この積層体を焼成して多層セラミック構体とするこ
   とを特徴とする多層セラミック構体の製造方法。
2. （２）積層体を構成する成形シートの積層面に導体粉末
   ペースト層が印刷されてなる特許請求の範囲第（１）項
   記載の多層セラミック構体の製造方法。
3. （３）積層体を焼成する前に所定形状に打ち抜き成形す
   る特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の多
   層セラミック構体の製造方法。