JP2002141244A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
積層セラミック電子部品の製造方法Info
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Abstract
内部電極の短絡などによる不良率を低減でき、しかも各
種基板などにマウントする際の作業性や取り扱い性に優
れる形状を有する積層セラミック電子部品を製造する方
法を提供すること。 【解決手段】 少なくとも一層の誘電体グリーンシート
層を含む基準シートブロック(10a)の第1面(10
2a)に、少なくとも一層の誘電体グリーンシート層を
含む第1面側シートブロック(2a)を積層し、圧力を
加えて前記第1面側シートブロックを基準シートブロッ
クに圧着する第1積層工程と、前記第1面側シートブロ
ックが圧着された基準シートブロックの第1面と反対側
の第2面(102b)に、少なくとも一層の誘電体グリ
ーンシート層を含む第2面側シートブロック(2b)を
積層し、圧力を加えて前記第2面側シートブロックを基
準シートブロックに圧着する第2積層工程と、前記第1
積層工程および第2積層工程を交互に行うことにより得
られる焼成前積層素体に、さらに圧力を加える工程とを
有する。
Description
ンデンサなどの積層セラミック電子部品の製造方法に関
する。
積層型セラミックチップコンデンサは、通常、誘電体層
ペーストと内部電極ペーストとを所定層数交互に積層し
て得られるグリーンチップを一体同時焼成して製造され
る。
トとを交互に積層してグリーンチップを得る方法として
は、キャリアフィルム上に誘電体層ペーストを用いてド
クターブレード法などにより誘電体グリーンシート層を
形成し、この上に内部電極ペーストを印刷した後、これ
らを1層ずつ剥離、積層するシート法が知られている。
また、たとえばスクリーン印刷法を用いて、キャリアフ
ィルム上に誘電体層ペーストと内部電極ペーストとを所
定層数交互に印刷した後、積層終了後にキャリアフィル
ムを剥離する印刷法も知られている。
ない、積層型セラミックチップコンデンサには、小型化
および大容量化が求められてきている。積層型セラミッ
クチップコンデンサを小型化および大容量化するには、
1層あたりの誘電体層の厚さをできる限り薄くし、所定
サイズにおける誘電体層の積層数をできるだけ増加させ
ればよいと考えられる。
合、1層あたりの誘電体グリーンシート層の厚さが10
μm以下では、シート厚が薄すぎるため、キャリアフィ
ルムの剥離・積層時の取り扱い性が悪くなり、誘電体グ
リーンシート層をキャリアフィルムから剥離することが
困難である。また、印刷法を用いる場合、通常は、内部
電極ペーストを印刷した部分と印刷してない誘電体グリ
ーンシート層のみのマージン部分とで段差が生じる。特
に誘電体層を多層積層する場合、生じる段差のため、誘
電体グリーンシート層のマージン部分の変形が著しくな
り、このため、焼成後の積層型セラミックチップコンデ
ンサで内部電極層間の短絡などが発生し、不良率が増大
しやすくなる。
ト層の積層数が、たとえば200層をこえるような多層
構造をもち、しかも1層あたりの誘電体グリーンシート
層の厚さが10μm以下であるような積層型セラミック
チップコンデンサの製造は、困難であった。
シート層の厚さを薄層化するための種々の提案がなされ
ている。
(特公平4−15605号)公報では、次に示す薄層型
の積層型セラミックチップコンデンサの製造方法が開示
してある。この方法では、まず、キャリアフィルムaの
表面に形成された接着剤層を、別のキャリアフィルムb
に単層で形成された誘電体グリーンシート層に対向させ
て重ね合わせる。次いで、キャリアフィルムbの裏面か
ら誘電体グリーンシート層をキャリアフィルムaの接着
剤層に加圧接着したのちキャリアフィルムbを剥離す
る。次いで、得られたキャリアフィルムa上の誘電体グ
リーンシート層上に内部電極ペースト層を印刷する。次
いで、内部電極層上にキャリアフィルムb上に形成した
別の単層の誘電体グリーンシート層を同様に接着し、キ
ャリアフィルムbを剥離する。このような操作を繰り返
してグリーンチップ(誘電体グリーンシート層と内部電
極ペースト層との交互積層構造体)を得て、これを焼成
する。
は、次に示す薄層型の積層型セラミックチップコンデン
サの製造方法が開示してある。この方法では、キャリア
フィルム面側から熱と圧力をかけた場合に、誘電体層a
1を、前記キャリアフィルムから被写物に転写できるグ
リーンシートaを用いる。このグリーンシートaの誘電
体層a1上に所定の電極a2を形成する。次いで、グリ
ーンシートaの電極形成面を、電極が形成されていない
別のグリーンシートbの誘電体層b1に重ね合わせる。
次いで、グリーンシートaのキャリアフィルム面側から
熱圧着することにより、グリーンシートaの電極a2が
形成されている誘電体層a1を、グリーンシートbの誘
電体層b1に転写させた後、グリーンシートaのキャリ
アフィルムを剥離する。次いで、誘電体層c1上に所定
の電極c2が形成されたさらに別のグリーンシートcの
電極形成面を、前記転写された誘電体層a1に重ね合わ
せる。次いで、グリーンシートcのキャリアフィルム面
側から熱圧着することにより、グリーンシートcの電極
c2が形成されている誘電体層c1を、前記転写された
誘電体層a1に転写させた後、グリーンシートcのキャ
リアフィルムを剥離する。このような熱圧着による転
写、キャリアフィルムの剥離を繰り返し行い、誘電体層
と電極層とを交互に積層してグリーンチップを得て、こ
れを焼成する。
63−188927号)公報では、次に示す薄層型の積
層型セラミックチップコンデンサの製造方法が開示して
ある。この方法では、キャリアフィルム面側から熱と圧
力をかけた場合に、セラミック粉体層a1を、前記キャ
リアフィルムから被写物に転写できるグリーンシートa
を用いる。このグリーンシートaのセラミック粉体層a
1上に所定の電極a2を形成する。次いで、電極が形成
されていない別のグリーンシートbのセラミック粉体層
b1を、グリーンシートaの電極形成面に重ね合わせ
る。次いで、グリーンシートbのキャリアフィルム面側
から熱圧着することにより、グリーンシートbの電極が
形成されていない誘電体層b1を、グリーンシートaの
誘電体層a1に転写させた後、グリーンシートbのキャ
リアフィルムを剥離する。次いで、セラミック粉体層b
1上に所定の電極b2を形成する。次いで、電極が形成
されていないさらに別のグリーンシートcのセラミック
粉体層c1を、前記転写されたセラミック粉体層b1の
電極形成面に重ね合わせる。次いで、グリーンシートc
のキャリアフィルム面側から熱圧着することにより、グ
リーンシートcの電極が形成されていない誘電体層c1
を、前記転写された誘電体層a1に転写させた後、グリ
ーンシートcのキャリアフィルムを剥離する。このよう
な熱圧着による転写、キャリアフィルムの剥離を繰り返
し行い、セラミック粉体層と電極層とを交互に積層して
グリーンチップを得て、これを焼成する。
報では、次に示す薄層型の積層型セラミックチップコン
デンサの製造方法が開示してある。この方法では、キャ
リアフィルム上に誘電体グリーンシート層と内部電極ペ
ースト層とを交互に形成し、2〜50層の誘電体グリー
ンシート層を持つグリーンチップを得た後、このグリー
ンチップの2以上を積層して、これを焼成する。
1層あたりの誘電体グリーンシート層の薄層化が期待で
きる。
報記載の方法では、いずれも、積層元となる基準シート
の一方の面側のみに、誘電体グリーンシート層と内部電
極ペーストとを交互に積層してグリーンチップを得てい
る。このため、積層後のグリーンチップ積層体の形状に
異方性が生じ易い。すなわち、積層初期部分の積層体下
部の幅が、積層終期部分の積層体上部の幅に比べて太く
なり易い。コンデンサ素体の形状に異方性が生じると、
このコンデンサ素体を持つチップコンデンサを基板など
にマウントする際の取り扱い性が悪くなる。また、従来
の製造方法で製造したチップコンデンサでは、誘電体層
の積層数が増大するに連れて、積層後期部分で積層した
誘電体層の両端部が湾曲し易く、内部電極の短絡などに
よるショート不良を生じ易く、不良率が増大する傾向に
ある。
多層化が進んでも、内部電極の短絡などによる不良率を
低減でき、しかも各種基板などにマウントする際の作業
性や取り扱い性に優れる形状を有する積層セラミック電
子部品を製造する方法を提供することである。
に、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法
は、少なくとも一層の誘電体グリーンシート層を含む基
準シートブロックの第1面に、少なくとも一層の誘電体
グリーンシート層を含む第1面側シートブロックを積層
し、圧力を加えて前記第1面側シートブロックを基準シ
ートブロックに圧着する第1積層工程と、前記第1面側
シートブロックが圧着された基準シートブロックの第1
面と反対側の第2面に、少なくとも一層の誘電体グリー
ンシート層を含む第2面側シートブロックを積層し、圧
力を加えて前記第2面側シートブロックを基準シートブ
ロックに圧着する第2積層工程と、前記第1積層工程お
よび第2積層工程を交互に行うことにより得られる焼成
前積層素体に、さらに圧力を加える工程とを有する。
ブロックおよび第2面側シートブロックの少なくとも何
れか1つには、内部電極ペースト層が形成されているこ
とが好ましい。
ブロックおよび第2面側シートブロックの少なくとも何
れか1つには、内部電極ペースト層を介して、2〜50
層の誘電体グリーンシート層が形成されていることが好
ましい。
1面側シートブロックおよび第2面側シートブロックの
圧着時の加圧力は、50MPa以下であることが好まし
い。
側シートブロックの圧着時の加圧力は、好ましくは50
MPa以下であれば、その積層数が少ない段階(積層初
期段階)から、積層数が多い段階(積層終期段階)まで
の間、一定であってもよく、あるいは適宜変化させても
よい。前記第1積層工程および第2積層工程を交互に行
うことにより得られる焼成前積層素体に加える圧力は、
特に限定されないが、好ましくは100MPa程度以上
である。
クに対する第1面側シートブロックの圧着時に、プレス
装置からの加圧力が、前記基準シートブロックおよび/
または第1面側シートブロックを製造する際に用いられ
るキャリアフィルムを介して伝達されることが好まし
い。
クに対する第2面側シートブロックの圧着時に、プレス
装置からの加圧力が、前記基準シートブロックおよび/
または第2面側シートブロックを製造する際に用いられ
るキャリアフィルムを介して伝達されることが好まし
い。
法では、少なくとも一層の誘電体グリーンシート層を含
む基準シートブロックの第1面に、少なくとも一層の誘
電体グリーンシート層を含む第1面側シートブロックを
積層し、圧力を加えて前記第1面側シートブロックを基
準シートブロックに圧着する第1積層工程と、前記第1
面側シートブロックが圧着された基準シートブロックの
第1面と反対側の第2面に、少なくとも一層の誘電体グ
リーンシート層を含む第2面側シートブロックを積層
し、圧力を加えて前記第2面側シートブロックを基準シ
ートブロックに圧着する第2積層工程とを交互に行うこ
とにより焼成前積層素体を得る。
得られるチップコンデンサなどの積層セラミック電子部
品の電子部品素体の形状に、異方性を生じるおそれが少
ない。その結果、この電子部品を基板などにマウントす
る際の取り扱い性が向上する。
層後期部分で積層した誘電体層の両端部が湾曲するおそ
れは少なく、内部電極の短絡などによるショート不良を
生じ難く、不良率が少ない積層セラミック電子部品を得
ることができる。
定されないが、積層セラミックコンデンサ、圧電素子、
チップインダクタ、チップバリスタ、チップサーミス
タ、チップ抵抗、その他の表面実装(SMD)チップ型
電子部品が例示される。
形態に基づき説明する。図1(A)は本発明の一実施形
態に係る積層セラミックコンデンサの一部破断断面図、
図1(B)は図1(A)のIB方向から見た平面図、図1
(C)は図1(A)のIC方向から見た底面図、図2、図
3(A)および図3(B)は図1に示すコンデンサの製
造過程に用いる誘電体グリーンシートの斜視図、図4は
グリーンチップの製造方法の一例を示す工程図、図5は
グリーンチップの製造する際に用いるプレス装置の一例
を示す断面図である。
として、図1に示される積層セラミックコンデンサ2を
例示し、その構造および製造方法を順を追って説明す
る。
セラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサ
2は、コンデンサ素体4と、第1外部電極6と、第2外
部電極8とを有する。コンデンサ素体4は、誘電体層1
0と、第1内部電極層12と、第2内部電極層14とを
有し、誘電体層10の間に、第1内部電極層12と第2
内部電極層14とが交互に積層してある多層構造を持
つ。各第1内部電極層12の一端は、コンデンサ素体4
の第1端部4aの外側に形成してある第1外部電極6の
内側に対して電気的に接続してあり、各第2内部電極層
14の一端は、コンデンサ素体4の第2端部4bの外側
に形成してある第2外部電極8の内側に対して電気的に
接続してある。
ウム、チタン酸ストロンチウムおよび/またはチタン酸
バリウムなどの誘電体材料で構成でき、本発明では特に
限定されない。各誘電体層10の厚みは、本実施形態で
は30μm以下、好ましくは0.2〜5μm程度であ
る。各誘電体層10の積層数は、本実施形態では通常1
00層以上、好ましくは200層以上である。
電材は、特に限定されないが、誘電体層10の構成材料
が耐還元性を有するため卑金属を用いることができる。
導電材として用いる卑金属としては、ニッケルまたはニ
ッケル合金が好ましい。ニッケル合金としては、マンガ
ン、クロム、コバルトおよびアルミニウムから選択され
る1種以上の元素とニッケルとの合金が好ましく、合金
中のニッケル含有量は95重量%以上であることが好ま
しい。なお、ニッケルまたはニッケル合金中には、リ
ン、鉄、マグネシウムなどの各種微量成分が0.1重量
%程度以下含まれていてもよい。内部電極層12および
14の厚さは、用途などに応じて適宜決定すればよい
が、通常0.5〜5μm、好ましくは1〜3μm程度で
ある。
ないが、通常、銅や銅合金、ニッケルやニッケル合金な
どが用いられるが、銀や銀とパラジウムの合金なども使
用することができる。外部電極6および8の厚みも特に
限定されないが、通常10〜50μm程度である。
ズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよく、コンデ
ンサ2が直方体形状の場合は、サイズは、通常0.6〜
3.2mm×0.3〜1.6mm×0.1〜1.2mm
程度である。
ンデンサ2のコンデンサ素体4は、後述する本発明の積
層方法により得られるグリーンチップを用いて製造され
るので、その形状に異方性を生じていない。
(図1(C)参照)の面積をS2とし、コンデンサ素体
4の上面42(図1(B)参照)の面積をS1とした場
合に、上面と下面の大きさが異なる割合({(S2−S
1)/S2}×100で算出できる。単位は%)を、2
%未満、ほとんど0%に近づけることができる。なお、
従来では、300層重ねたときの({(S2−S1)/
S2}×100)の値は、5%が限界であった。
法の一例を説明する。
る。誘電体層用ペーストは、誘電体原料と有機ビヒクル
とを混練して得られた有機溶剤系ペースト、または水溶
性溶剤系ペーストで構成される。
となる各種化合物、たとえば炭酸塩、硝酸塩、水酸化
物、有機金属化合物などから適宜選択され、混合して用
いることができる。
に溶解したものであり、有機ビヒクルに用いられるバイ
ンダとしては、特に限定されず、エチルセルロース、ポ
リビニルブチラール、アクリル樹脂などの通常の各種バ
インダが用いられる。また、有機溶剤も特に限定され
ず、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、
トルエンなどの有機溶剤が用いられる。水溶性溶剤系ペ
ーストに用いられる水溶性溶剤としては、水に水溶性バ
インダ、分散剤などを溶解させた溶剤が用いられる。水
溶系バインダとしては特に限定されず、ポリビニルアル
コール、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、水溶性アクリル樹脂、エマルジョンなどが用いられ
る。誘電体層用ペースト中の有機ビヒクルの含有量は特
に限定されず、通常の含有量、たとえばバインダは1〜
5重量%程度、溶剤は10〜50重量%程度とすればよ
い。
応じて各種分散剤、可塑剤、ガラスフリット、絶縁体な
どから選択される添加物が含有してあってもよい。
トを用いて誘電体グリーンシートを製造する。図2に示
されるように、本実施形態では、誘電体グリーンシート
10aは、たとえばドクターブレード法により製造する
ことができる。ドクターブレード法では、走行するキャ
リアフィルム100上に配置されるドクターブレード
(図示省略)に対して、前記誘電体層用ペーストを注ぎ
込み、ドクターブレードから一定厚さのペーストをキャ
リアフィルム100上に流出させ、これを乾燥させるこ
とにより、キャリアフィルム100上に誘電体グリーン
シート10aを得ることができる。誘電体グリーンシー
ト10aの厚さは、通常0.1〜50μm、好ましくは
0.5〜10μm、より好ましくは0.5〜8μmであ
る。この程度の厚さの誘電体グリーンシート10aは、
後述する焼成により30μm程度以下、さらには0.2
〜5μm程度の厚さをもつ誘電体層10となる。誘電体
グリーンシート10aの厚さが厚すぎると取得容量が少
なくなり、高容量化には適さない一方、あまりに薄すぎ
ると、均一な誘電体層を形成することが困難となり、短
絡不良が多発するという問題が生じやすい。
0の材質は、剥離時の適当な柔軟性と、支持体としての
剛性とを持つものであれば特に限定されないが、通常、
ポリエチレンテレフタレート(PET)などのポリエス
テルフィルムなどが好ましく用いられる。
に、キャリアフィルム100上に形成された誘電体グリ
ーンシート10aの表面に、図1に示す第1内部電極層
12となる第1内部電極パターン12aを形成して第1
積層体2aを得る。また、図3(B)に示されるよう
に、キャリアフィルム100上に形成してある別の誘電
体グリーンシート10bの表面に、図1に示す第2内部
電極層14となる第2内部電極パターン14aを形成し
て第2積層体2bを得る。
さは、通常0.5〜5μm、好ましくは0.5〜3.5
μmである。内部電極パターンの厚さが厚すぎると、積
層数を減少せざるをえなくなり取得容量が少なくなり、
高容量化しにくく、さらに積層に際して内部電極パター
ンを印刷した部分と、印刷してないマージン部分との段
差が大きくなりすぎ、短絡不良が生じやすくなる。一
方、厚みが薄すぎると均一に形成することが困難であ
り、電極途切れが発生しやすくなる。
積は、誘電体グリーンシート10aの面積の10%以
上、好ましくは30%以上であり、通常90%以下であ
る。面積が狭すぎる場合は、取得容量が少なくなり、薄
層化する意味が無くなる。
成するには、内部電極用ペーストを準備する。内部電極
用ペーストは、上述した各種導電性金属や合金からなる
導電材料あるいは焼成後に上述した導電材料となる各種
酸化物、有機金属化合物、レジネートなどと、上述した
有機ビヒクルとを混練して調製される。内部電極用ペー
スト中の有機ビヒクルの含有量は、特に限定されず、通
常の含有量、たとえば、バインダは1〜5重量%程度、
溶剤は10〜50重量%程度とすればよく、また、内部
電極用ペースト中には、必要に応じて各種分散剤、可塑
剤、誘電体、絶縁体などから選択される添加物が含有し
てあってもよい。
成方法は、このような層を均一に形成できる方法であれ
ば特に限定されないが、印刷法や転写法であってもよい
が、スクリーン印刷法が好ましく用いられる。
成された誘電体グリーンシート10aと、内部電極パタ
ーン14aが形成された誘電体グリーンシート10bと
を、必要に応じて何らパターンが形成されていない誘電
体グリーンシート10aと共に複数枚積層し、切断線1
6に沿って切断することでグリーンチップを得る。
されるような構造のプレス装置30を用いることができ
る。プレス装置30は、上下動自在な押し型としての上
型32aと、受け型としての下型32bとを有し、駆動
源(図示省略)により上型32aが下型32bに向けて
押圧されることにより、上型32aと下型32bとの間
をプレス可能としてある。上下型32a,32bには、
吸引孔322a,322bがそれぞれ形成してあり、上
下型32a,32bの外部から、真空吸引装置などの吸
引手段(図示省略)によりそれぞれの型内面を吸引可能
としてある。上下型32a,32bの少なくともいずれ
かには、型内面を加熱するためのヒータなどの加熱手段
(図示省略)が設けてあってもよい。
えば次に示す方法が挙げられる。
パターンが形成されていない誘電体グリーンシート(基
準シート)10aが形成されたキャリアフィルム100
を、そのキャリアフィルム100側が、図5(A)に示
される下型32bの型内面32dに接触するように配置
する。
1積層体(第1面側シートブロック)2aの第1内部電
極パターン12aを、基準シート10aの表面(第1
面)102aに積層した後、図5(A)に示される上型
32aを、下型32bに向けて下降させることにより圧
力を加えて、第1積層体2aを基準シートに圧着させ
る。プレス装置30から加えられた圧力は、基準シート
10aの裏面(第2面)102bに形成されるキャリア
フィルム100、および第1積層体2aのキャリアフィ
ルム100を介して、それぞれ伝達される。
準シート10a側のキャリアフィルム100を剥離し、
基準シート10aの裏面102bを露出させる。
レス装置30の上型32aの型内面32cを、吸引孔3
22aを通じて吸引手段(図示省略)で吸引することに
より、上型32aの型内面32cに基準シート10aを
吸着させるとともに、上型32aを上方向に引き上げ
る。
2積層体(第2面側シート)2bの第2内部電極パター
ン14aを、基準シート10aの裏面102bに積層し
た後、図5(A)に示される上型32aを、下型32b
に向けて下降させることにより圧力を加えて、第2積層
体2bを基準シート10aに圧着させる。プレス装置3
0から加えられた圧力は、基準シート10aの表面10
2a側に積層されている第1積層体2aのキャリアフィ
ルム100、および第2積層体2bのキャリアフィルム
100を介して、それぞれ伝達される。
準シート10aの表面102a側のキャリアフィルム1
00を剥離し、基準シート10aの表面102a側に積
層された誘電体グリーンシート10aを露出させる。
レス装置30の下型32bの型内面32dを、吸引孔3
22bを通じて吸引手段(図示省略)で吸引することに
より、下型32bの型内面32dに基準シート10aを
吸着させるとともに、上型32aを上方向に引き上げ
る。
2積層体(第1面側シートブロック)2bの第2内部電
極パターン14aを、基準シート10aの表面102a
側の誘電体グリーンシート10aに積層した後、図5
(A)に示される上型32aを、下型32bに向けて下
降させることにより圧力を加えて、第2積層体2bを誘
電体グリーンシート10aに圧着させる。プレス装置3
0から加えられた圧力は、基準シート10aの裏面10
2b側に積層されている第2積層体2bのキャリアフィ
ルム100、および基準シート10aの表面102a側
に積層されている第2積層体2bのキャリアフィルム1
00を介して、それぞれ伝達される。
準シート10aの裏面102b側のキャリアフィルム1
00を剥離し、基準シート10aの裏面102b側に積
層された誘電体グリーンシート10bを露出させる。
レス装置30の上型32aの型内面32cを、吸引孔3
22aを通じて吸引手段(図示省略)で吸引することに
より、上型32aの型内面32cに基準シート10aを
吸着させるとともに、上型32aを上方向に引き上げ
る。
1積層体(第2面側シート)2aの第1内部電極パター
ン12aを、基準シート10aの裏面102b側の誘電
体グリーンシート10bに積層した後、図5(A)に示
される上型32aを、下型32bに向けて下降させるこ
とにより圧力を加えて、第1積層体2aを誘電体グリー
ンシート10bに圧着させる。プレス装置30から加え
られた圧力は、基準シート10aの表面102a側に積
層されている第2積層体2bのキャリアフィルム10
0、および基準シート10aの裏面102b側に積層さ
れている第1積層体2aのキャリアフィルム100を介
して、それぞれ伝達される。
準シート10aの表面102a側のキャリアフィルム1
00を剥離し、基準シート10aの表面102a側に積
層された誘電体グリーンシート10bを露出させる。
レス装置30の下型32bの型内面32dを、吸引孔3
22bを通じて吸引手段(図示省略)で吸引することに
より、下型32bの型内面32dに基準シート10aを
吸着させるとともに、上型32aを上方向に引き上げ
る。
1積層体(第1面側シートブロック)2aの第1内部電
極パターン12aを、基準シート10aの表面102a
側の誘電体グリーンシート10bに積層した後、図5
(A)に示される上型32aを、下型32bに向けて下
降させることにより圧力を加えて、第1積層体2aを誘
電体グリーンシート10bに圧着させる。プレス装置3
0から加えられた圧力は、基準シート10aの裏面10
2b側に積層されている第1積層体2aのキャリアフィ
ルム100、および基準シート10aの表面102a側
に積層されている第1積層体2aのキャリアフィルム1
00を介して、それぞれ伝達される(以降、図示省
略)。
側のキャリアフィルム100を剥離し、基準シート10
aの裏面102b側に積層された誘電体グリーンシート
10bを露出させる。
ンが形成されていない誘電体グリーンシート10aを基
準シートとし、この基準シート10aの表面102aに
第1積層体2aを積層し、次いで、基準シート10aの
裏面102bに第2積層体2bを積層し、次いで、表面
102a側に第2積層体2bを積層し、次いで、裏面1
02b側に第1積層体2aを積層し、これらを繰り返す
ことにより、グリーンチップを製造する。すなわち、本
実施形態では、基準シート10aの一方の面(たとえば
表面102a)側に内部電極を印刷した1層の誘電体グ
リーンシート層を積層し、他方の面(たとえば裏面10
2b)側に内部電極を印刷した1層の誘電体グリーンシ
ート層を積層し、一方の面側に内部電極を印刷した1層
の誘電体グリーンシート層を積層し、他方の面(たとえ
ば裏面102b)側に内部電極を印刷した1層の誘電体
グリーンシート層を積層し、これを繰り返すことにより
グリーンチップを製造する。
側に一度に積層する誘電体グリーンシート層の数は、特
に限定されないが、2〜50層毎に積層方向を切り替え
ることが好ましい。すなわち、基準シート10aの一方
の面(たとえば表面102a)側に、2〜50層の誘電
体グリーンシート層を持つように内部電極を印刷したグ
リーンシートを積層していき、次いで、基準シート10
aの他方の面(たとえば裏面102b)側に、2〜50
層の誘電体グリーンシート層を持つように内部電極を印
刷したグリーンシートを積層していき、これを繰り返す
ことによりグリーンチップを製造することが好ましい。
基準シート10aの一方の面側に、一度に積層する誘電
体グリーンシート層の数があまりに多くなりすぎると、
従来と同様の問題を生じる。
シート層の圧着時の加圧力は、50MPa以下が好まし
く、より好ましくは20MPa以下、さらに好ましくは
10MPa以下である。誘電体グリーンシート層の圧着
時の加圧力が高すぎると、積層数が増えるに連れて中心
部分に圧力が繰り返し作用することになり、グリーンチ
ップの中心部分におけるシートが極端に薄くなるおそれ
がある。すなわち、誘電体グリーンシート層を基準シー
ト10aに圧着するに際し、比較的低めの圧力で加圧し
ておき、必要数の積層が終了した後にたとえば100M
Pa程度以上の強い圧力でプレスすることにより、中心
部分における内部電極パターンが破壊するおそれが少な
く、しかもその部分のシートが極端に薄くなるおそれも
少なく、完全にグリーンチップの積層が可能となる。
シート層の圧着時の加圧力が、好ましくは50MPa以
下、より好ましくは20MPa以下、さらに好ましくは
10MPa以下であれば、その積層数が少ない積層初期
段階から、積層数が多い積層終期段階までの間、一定で
あってもよく、あるいは適宜変化させてもよい。
形状を異方化させることなく容易に多数積層することが
可能であり、誘電体グリーンシート層の総積層数が通常
100層以上、好ましくは200層以上のグリーンチッ
プを得ることができる。なお、従来では、基準シート1
0aの一方の面(たとえば表面102a)側のみに、一
度に積層する誘電体グリーンシート層の数があまりに多
くなりすぎ、このグリーンチップを焼成して得られるコ
ンデンサ素体4(図1参照)の形状に異方性を生じる傾
向があった。コンデンサ素体4の形状に異方性が生じる
と、このコンデンサ素体4を持つ積層セラミックコンデ
ンサ2(図1参照)を基板などにマウントする際の取り
扱い性が悪くなる。また、誘電体グリーンシート層の積
層数が増大するに連れて、積層後期部分で積層した誘電
体グリーンシート層の両端部が湾曲するおそれがあり、
内部電極の短絡などによるショート不良を生じ易く、不
良率が増大する傾向にあった。
ダ処理および焼成する。
いが、特に内部電極層の導電材としてNiやNi合金等
の卑金属を用いる場合には、空気雰囲気において、昇温
速度を5〜300℃/時間、より好ましくは10〜10
0℃/時間、保持温度を180〜400℃、より好まし
くは200〜300℃、温度保持時間を0.5〜24時
間、より好ましくは5〜20時間とする。
層用ペースト中の導電材の種類に応じて適宜決定すれば
よいが、導電材としてNiやNi合金等の卑金属を用い
る場合には、焼成雰囲気の酸素分圧を好ましくは10
−10 〜10−3Paとし、より好ましくは10
−10 〜6×10−5Paとする。焼成時の酸素分圧
が低すぎると内部電極の導電材が異常焼結を起こして途
切れてしまい、酸素分圧が高すぎると内部電極が酸化さ
れるおそれがある。
℃、より好ましくは1200〜1380℃である。保持
温度が低すぎると緻密化が不充分となり、保持温度が高
すぎると内部電極の異常焼結による電極の途切れまたは
内部電極材質の拡散により容量温度特性が悪化するから
である。
50〜500℃/時間、より好ましくは200〜300
℃/時間、温度保持時間を0.5〜8時間、より好まし
くは1〜3時間、冷却速度を50〜500℃/時間、よ
り好ましくは200〜300℃/時間とし、焼成雰囲気
は還元性雰囲気とすることが望ましく、雰囲気ガスとし
てはたとえば、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを加湿
して用いることが望ましい。
サチップの焼結体にアニール(熱処理)を施すことが望
ましい。
理であり、これにより絶縁抵抗を増加させることができ
る。アニール雰囲気の酸素分圧は、好ましくは10−4
Pa以上、より好ましくは10−1〜10Paである。
酸素分圧が低すぎると誘電体層2の再酸化が困難とな
り、酸素分圧が高すぎると内部電極層3が酸化されるお
それがある。
00〜1100℃であるが、特に限定されない。保持温
度が低すぎると誘電体層の再酸化が不充分となって絶縁
抵抗が悪化し、その加速寿命も短くなる傾向がある。ま
た、保持温度が高すぎると内部電極が酸化されて容量が
低下するだけでなく、誘電体素地と反応してしまい、容
量温度特性、絶縁抵抗およびその加速寿命が悪化する傾
向がある。なお、アニールは昇温行程および降温行程の
みから構成することもできる。この場合には、温度保持
時間はゼロであり、保持温度は最高温度と同義である。
持時間を0〜20時間、より好ましくは6〜10時間、
冷却速度を50〜500℃/時間、より好ましくは10
0〜300℃/時間とし、アニールの雰囲気ガスとして
は、たとえば、窒素ガスを加湿して用いることが望まし
い。
ンダ処理およびアニール工程において、窒素ガスや混合
ガスを加湿するためには、たとえばウェッター等を用い
ることができ、この場合の水温は0〜75℃とすること
が望ましい。
アニールは連続して行っても互いに独立して行っても良
い。これらを連続して行う場合には、脱バインダ処理の
のち冷却することなく雰囲気を変更し、続いて焼成の際
の保持温度まで昇温して焼成を行い、続いて冷却してア
ニールの保持温度に達したら雰囲気を変更してアニール
処理を行うことがより好ましい。一方、これらを独立し
て行う場合には、焼成に関しては脱バインダ処理時の保
持温度まで窒素ガスあるいは加湿した窒素ガス雰囲気下
で昇温したのち、雰囲気を変更してさらに昇温を続ける
ことが好ましく、アニールの保持温度まで冷却したのち
は、再び窒素ガスまたは加湿した窒素ガス雰囲気に変更
して冷却を続けることが好ましい。また、アニールに関
しては窒素ガス雰囲気下で保持温度まで昇温したのち雰
囲気を変更しても良く、アニールの全工程を加湿した窒
素ガス雰囲気としても良い。
サ焼成体に、たとえば、バレル研磨やサンドブラストに
より端面研磨を施し、外部電極用ペーストを印刷または
転写して焼成し、外部電極6および8を形成する。
トと同様に、上述した各種導電性金属や合金からなる導
電材料あるいは焼成後に上述した導電材料となる各種酸
化物、有機金属化合物、レジネート等と、上述した有機
ビヒクルとを混練して調製される。外部電極用ペースト
の焼成条件は、たとえば、加湿した窒素ガスと水素ガス
との混合ガス中で600〜800℃にて10分〜1時間
程度とすることが好ましい。そして、必要に応じて外部
電極6および8の表面にメッキ等により被覆層(パッド
層)を形成する。
層セラミックコンデンサ2は、はんだ付け等によってプ
リント基板上に実装され、各種電子機器に用いられる。
きたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
ンチップを製造するに際して、図5(A)に示すプレス
装置30を用いて、吸引孔322aを通じた第1吸引、
および吸引孔322bを通じた第2吸引を交互に行い、
基準シート10aの表面102aと裏面102bとに交
互に積層する例を示したが、基準シート10aの表面1
02aに積層した後、これを反転させ、基準シート10
aの裏面102bに積層し、これを繰り返し行ってグリ
ーンチップを製造することとしてもよい。
る積層セラミック電子部品として積層セラミックコンデ
ンサを例示したが、本発明に係る積層セラミック電子部
品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、
誘電体層と内部電極とが交互に積層してある素体を有す
るものであれば何でも良い。
をさらに詳細に説明する。
O3 )4 ・Mg(OH) 2 ・5H2 O、MnC
O3 、BaCO3 、CaCO3 、SiO2 、Y
2 O3 等の粉末を、焼成により、BaTiO3 と
して100モル%、MgOに換算して2モル%、MnO
に換算して0.2モル%、BaOに換算して3モル%、
CaOに換算して3モル%、SiO2 に換算して6モ
ル%、Y2 O 3 として2モル%の組成となるように
混合し、ボールミルにより16時間湿式混合し、次い
で、スプレードライヤーで乾燥させて誘電体原料とし
た。この誘電体原料100重量部と、アクリル樹脂4.
8重量部、塩化メチレン40重量部、トリクロロエタン
20重量部、ミネラルスピリット6重量部およびアセト
ン4重量部とをボールミルで混合してペースト化した。
ヒクル(エチルセルロース樹脂8重量部をブチルカルビ
トール92重量部に溶解したもの)40重量部およびブ
チルカルビトール10重量部とを3本ロールにより混練
し、ペースト化した。
ヒクル(エチルセルロース樹脂8重量部をブチルカルビ
トール92重量部に溶解したもの)35重量部およびブ
チルカルビトール7重量部とを混練し、ペースト化し
た。
の作製 上記誘電体層用ペーストを用い、キャリアフィルム上に
ドクターブレード法により厚さ6μmの誘電体グリーン
シート層を形成し、基準シートしての誘電体グリーンシ
ート(たとえば図4(A)における基準シート10aに
相当)を得た。上記誘電体層用ペーストおよび内部電極
層用ペーストを用い、キャリアフィルム上にドクターブ
レード法により厚さ6μmの誘電体グリーンシート層を
形成し、この上に厚さ3μmの内部電極ペースト層を印
刷して第1積層体(たとえば図4(B)における第1積
層体2aに相当)、および第2積層体(たとえば図4
(D)における第2積層体2bに相当)をそれぞれ複数
枚得た。
第2積層体を用い、以下のようにしてグリーンチップを
得た。
準シートの表面に積層し、これを10MPaの圧力で加
圧した後、基準シート側のキャリアフィルムを剥離し
た。
基準シートの裏面に積層し、これを10MPaの圧力で
加圧した後、基準シートの表面側のキャリアフィルムを
剥離した。
基準シートの表面側の誘電体グリーンシート層に積層
し、これを10MPaの圧力で加圧した後、基準シート
の裏面側のキャリアフィルムを剥離した。
基準シートの裏面側の誘電体グリーンシート層に積層
し、これを10MPaの圧力で加圧した後、基準シート
の表面側のキャリアフィルムを剥離した。
面側に1層の誘電体グリーンシート層を積層した後、裏
面側に1層の誘電体グリーンシート層を積層し、これを
繰り返し、最後に200MPaの圧力で加圧することに
より、誘電体グリーンシート層と内部電極パターンとが
交互に積層してあり、300層の誘電体グリーンシート
層を持つ多層交互構造であるグリーンチップを得た。
断、脱バインダ処理後、還元雰囲気中で1240℃、2
時間焼成を行った。焼成後、再酸化を目的としてアニー
ル処理を行い、コンデンサ素体を得た。
ラストにて研磨した後、上記外部電極用ペーストを前記
端面に転写し、N2 +H2 雰囲気中で800℃にて
10分間焼成して外部電極を形成し、積層セラミックチ
ップコンデンサ試料を得た。
0層で、誘電体層の1層あたりの厚さが4μm、内部電
極層の厚さが2μmで、サイズは、3.2mm×1.6
mm×1.5mmであった。
不良率と形状異方性の評価を行った。
テスターで導通チェックを行った。
をショート不良として、その不良個数を求め、全体個数
に対するパーセンテージ(%)を算出した。その結果、
本実施例では、ショート不良率は0%であった。
(積層ブロック)を用い、試料の上面と下面の面積をそ
れぞれ求め、{(S2−S1)/S2}×100の式に
より、上面と下面の大きさが異なる割合(%)を算出し
てその平均を求めた。そして、その値が5%未満である
場合を「○」、5%以上10%未満である場合を
「△」、10%以上である場合を「×」とした。その結
果、本実施例では、「○」であった。すなわち、形状異
方性は認められなかった。
を積層した後、裏面側に10層の誘電体グリーンシート
層を積層し、これを繰り返すことにより、誘電体グリー
ンシート層と内部電極パターンとが交互に積層してあ
り、300層の誘電体グリーンシート層を持つ多層交互
構造であるグリーンチップを得た。これ以外は、実施例
1と同様にしてコンデンサ試料を得た。
率と形状異方性の評価を行った。その結果、ショート不
良率は3%であった。また、形状異方性は「○」であっ
た。
を積層した後、裏面側に50層の誘電体グリーンシート
層を積層し、これを繰り返すことにより、誘電体グリー
ンシート層と内部電極パターンとが交互に積層してあ
り、300層の誘電体グリーンシート層を持つ多層交互
構造であるグリーンチップを得た。これ以外は、実施例
1と同様にしてコンデンサ試料を得た。
率と形状異方性の評価を行った。その結果、ショート不
良率は22%であった。また、形状異方性は「○」であ
った。
層を積層した後、裏面側に100層の誘電体グリーンシ
ート層を積層し、次いで、基準シートの表面側に100
層の誘電体グリーンシート層を積層することにより、誘
電体グリーンシート層と内部電極パターンとが交互に積
層してあり、300層の誘電体グリーンシート層を持つ
多層交互構造であるグリーンチップを得た。圧着時の加
圧力は、いずれも100MPaであった。これ以外は、
実施例1と同様にしてコンデンサ試料を得た。
率と形状異方性の評価を行った。その結果、ショート不
良率は57%であり、形状異方性は「△」であった。実
施例1〜3と参考例1とを比較することで、交互に積層
する場合には、50層以下が好ましいことが確認でき
た。
シート層を積層することにより、誘電体グリーンシート
層と内部電極パターンとが交互に積層してあり、300
層の誘電体グリーンシート層を持つ多層交互構造である
グリーンチップを得た。300層積層後、100MPa
での加圧力で、一度に圧着を行った。これ以外は、実施
例1と同様にしてコンデンサ試料を得た。
率と形状異方性の評価を行った。その結果、ショート不
良率は98%であり、不良個数が極めて多く、実施例1
〜3の優位性が確認できた。また、形状異方性は「×」
であった。この点でも実施例1〜3の優位性が確認でき
た。これらの結果を、併せて表1に示す。
ば、誘電体層の薄層化および多層化が進んでも、内部電
極の短絡などによる不良率を低減でき、しかも各種基板
などにマウントする際の作業性や取り扱い性に優れる形
状を有する積層セラミック電子部品を製造する方法を提
供できる。
セラミックコンデンサの一部破断断面図、図1(B)は
図1(A)のIB方向から見た平面図、図1(C)は図1
(A)のIC方向から見た底面図である。
いる誘電体グリーンシートの斜視図である。
ンデンサの製造過程に用いる誘電体グリーンシートの斜
視図である。
す工程図である。
プレス装置の一例を示す断面図である。
部品) 2a… 第1積層体(第1面側シートブロック) 2b… 第2積層体(第2面側シートブロック) 4… コンデンサ素体 42… 上面 44… 下面 6… 第1外部電極 8… 第2外部電極 10… 誘電体層 10a… 誘電体グリーンシート(基準シートブロッ
ク) 10b… 誘電体グリーンシート 100… キャリアフィルム 12… 第1内部電極層 12a… 第1内部電極パターン 14… 第2内部電極層 14a… 第2内部電極パターン 16… 切断線 30… プレス装置 32a… 上型 32b… 下型 322a,322b… 吸引孔
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも一層の誘電体グリーンシート
層を含む基準シートブロックの第1面に、少なくとも一
層の誘電体グリーンシート層を含む第1面側シートブロ
ックを積層し、圧力を加えて前記第1面側シートブロッ
クを基準シートブロックに圧着する第1積層工程と、 前記第1面側シートブロックが圧着された基準シートブ
ロックの第1面と反対側の第2面に、少なくとも一層の
誘電体グリーンシート層を含む第2面側シートブロック
を積層し、圧力を加えて前記第2面側シートブロックを
基準シートブロックに圧着する第2積層工程と、 前記第1積層工程および第2積層工程を交互に行うこと
により得られる焼成前積層素体に、さらに圧力を加える
工程とを有する積層セラミック電子部品の製造方法。 - 【請求項2】 前記基準シートブロック、第1面側シー
トブロックおよび第2面側シートブロックの少なくとも
何れか1つには、内部電極ペースト層が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の積層セラミック電子
部品の製造方法。 - 【請求項3】 前記基準シートブロック、第1面側シー
トブロックおよび第2面側シートブロックの少なくとも
何れか1つには、内部電極ペースト層を介して、2〜5
0層の誘電体グリーンシート層が形成されていることを
特徴とする請求項1に記載の積層セラミック電子部品の
製造方法。 - 【請求項4】 前記基準シートブロックに対する、前記
第1面側シートブロックおよび第2面側シートブロック
の圧着時の加圧力が、50MPa以下であることを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載の積層セラミック
電子部品の製造方法。 - 【請求項5】 前記第1積層工程では、基準シートブロ
ックに対する第1面側シートブロックの圧着時に、プレ
ス装置からの加圧力が、前記基準シートブロックおよび
/または第1面側シートブロックを製造する際に用いら
れるキャリアフィルムを介して伝達されることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載の積層セラミック電
子部品の製造方法。 - 【請求項6】 前記第2積層工程では、基準シートブロ
ックに対する第2面側シートブロックの圧着時に、プレ
ス装置からの加圧力が、前記基準シートブロックおよび
/または第2面側シートブロックを製造する際に用いら
れるキャリアフィルムを介して伝達されることを特徴と
する請求項5に記載の積層セラミック電子部品の製造方
法。
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JP2000336347A JP3954792B2 (ja) | 2000-11-02 | 2000-11-02 | 積層セラミック電子部品の製造方法 |
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JP2004180217A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-24 | Toppan Printing Co Ltd | 無線タグ及び無線タグ用アンテナの形成方法 |
JP2015188111A (ja) * | 2015-06-25 | 2015-10-29 | Tdk株式会社 | 電子部品 |
-
2000
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