JP2002175935A - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 キャリアフィルムの剥離に伴う不具合の発生
を解消し、電気的特性に影響のある構造欠陥の発生を少
なくし、均一な品質を維持することにより歩留りを向上
ししかも安価に大量生産を図る。 【解決手段】 セラミックペーストからキャリアフィル
ムに塗布形成したセラミックグリーンシートの加熱乾燥
処理により、溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗｔ％のセ
ラミックグリーンシートを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やデジタ
ルカメラ等に搭載される積層セラミックコンデンサを代
表例とする積層セラミック電子部品の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】積層セラミックコンデンサを積層セラミ
ック電子部品として例示すると、この製造工程は誘電体
粉末を主成分とし、アクリル系樹脂バインダー，有機溶
剤，助溶剤，可塑剤，その他必要な材料との混合スラリ
ーでなるセラミックペーストによりセラミックグリーン
シートを形成することが出発点となる。

【０００３】詳しくは、図１で示すようにセラミックペ
ーストを貯槽１０に収容し、そのセラミックペーストを
繰出しリール１１より送り出されるポリエチレン等のキ
ャリアフィルム１に吐出ノズル１２で塗布し、これを加
熱乾燥炉１３に送り込んで乾燥処理を施すことによりセ
ラミックグリーンシート１として形成する。

【０００４】そのセラミックグリーンシート２は、キャ
リアフィルム１と共に巻取りリール１４で一旦巻き取
り、再度、巻取りリール１４からキャリアフィルム１と
共に送り出すことにより、内層積層用としては図２で示
すように内部電極３，３…を形成する導電性ペーストを
シート面に印刷してから所定の大きさに定寸切断し、最
外層積層用としては内部電極を形成しないまま所定の大
きさに定寸切断する処理を施す。

【０００５】その定寸切断後に、キャリアフィルム１を
セラミックグリーンシート２から剥離し、図３で示すよ
うに内層積層用２ａ，２ａ…は内部電極３，３…と交互
に複数積層すると共に、最外層積層用２ｂ，２ｂは保護
層として上下に積層し、図４で示すように全体を加熱圧
着することによりセラミックシート積層体４として形成
する。これを部品単位のチップとして切断し焼成処理
後、外部電極を両端部に設けることにより積層セラミッ
クコンデンサとして製造されている。

【０００６】その積層セラミックコンデンサの製造工程
では、極小化及び高容量化に伴い、誘電体層の多層化並
びに薄層化が要請され、また、高効率化に加えて、高速
化が進められている。このため、セラミックペーストの
塗布工程並びにセラミックグリーンシートの乾燥工程
も、リードタイムの短縮が要請され、速度を従来に比べ
て１．５倍以上早めることが図られている。

【０００７】然し、そのセラミックペーストの塗布後、
セラミックグリーンシートの乾燥速度を早めるだけであ
ると、乾燥処理後のセラミックグリーンシートの残留溶
剤量が高くなり、積層時に、セラミックグリーンシート
がプレス金型に付着して作業性を損ない、また、セラミ
ックグリーンシートの通気抵抗が増すことによる皺が生
じ、デラミネーションがセラミックシート積層体に発生
する原因となる。

【０００８】一方、セラミックグリーンシートの乾燥速
度を早めると共に、セラミックグリーンシートを高温雰
囲気で乾燥処理すると、溶剤が急に沸騰することによる
ピンホールが発生し、また、乾燥処理後のセラミックグ
リーンシートの残留溶剤量が低くなるため、セラミック
グリーンシートがキャリアフィルムから剥離し難くな
り、割れや静電気による捲れ不良が発生することにより
歩留りの低下を招く。

【０００９】これらのことから、電気的特性に影響のあ
る構造欠陥の発生を少なくし、均一な品質を維持確保で
きて歩留りの向上を図り、且つ、安価に大量生産を図る
には乾燥処理後のセラミックグリーンシートの溶剤含有
率を如何に定めるかが問題となる。

【００１０】そのセラミックグリーンシートの積層圧着
に伴う不具合を解消する観点から、液体成分含有率が
３．０〜０．５重量％となるセラミックグリーンシート
を内層積層用として形成することが提案されている（特
開平７―１０６１８６号）。然し、これでは溶剤を含む
液体の含有率が高いため、プレス金型に対する付着や通
気抵抗が増すことによる皺等の発生を防げない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、キャリアフ
ィルムの剥離やセラミックグリーンシートの積層に伴う
不具合の発生を解消し、電気的特性に影響のある構造欠
陥の発生を少なくし、均一な品質を維持できて歩留りの
向上を図り、且つ、安価に大量生産を図れるよう改良し
た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。

【００１２】それに加えて、本発明は最外層積層用のセ
ラミックグリーンシートに着目し、最外層保護用として
好適な厚みにより不具合の発生を解消できるよう改良し
た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。

【００１３】

【課題を解決する手段】本発明の請求項１に係る積層セ
ラミック電子部品の製造方法においては、セラミック粉
末，樹脂バインダー，溶剤等の混合スラリーでなるセラ
ミックペーストをキャリアフィルムに塗布し、それを加
熱乾燥処理した後、内部電極の印刷，定寸切断，キャリ
アフィルムの剥離を含む必要の工程を経て、内層積層用
または最外層積層用のセラミックグリーンシートを得、
このセラミックグリーンシートを複数枚積層圧着し、そ
のセラミックシート積層体から積層セラミック電子部品
を製造するにあたり、上記加熱乾燥処理により、溶剤の
含有率が０．３〜０．１ｗｔ％のセラミックグリーンシ
ートを形成するようにされている。

【００１４】本発明の請求項２に係る積層セラミック電
子部品の製造方法においては、最外層積層用として、厚
みが最大厚み２５μｍで、溶剤の含有率が０．３〜０．
１ｗｔ％のセラミックグリーンシートを形成するように
されている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態としては、積層
セラミック電子部品の代表例である積層セラミックコン
デンサの製造工程に基づいて説明する。但し、それに用
いるセラミックペーストの組成並びに製造工程は一般例
に係るセラミックペーストの組成並びに積層セラミック
コンデンサの製造工程と変わりない。

【００１６】その実施の形態は、積層セラミックコンデ
ンサを構成する最外層積層用のセラミックグリーンシー
トを製造するのに適用されている。これは、キャリアフ
ィルムの剥離やセラミックグリーンシートの積層に伴う
不具合を解消する観点から、内層積層用よりも相対的に
厚みの厚い最外層積層用で、セラミックグリーンシート
の好適な溶剤の含有率を求めることによる。

【００１７】その最外層積層用のセラミックグリーンシ
ートは、セラミックペーストをキャリアフィルムに塗布
し、これを加熱乾燥炉に送り込んで加熱乾燥処理した
後、所定の大きさに定寸切断し、更に、キャリアフィル
ムを剥離することにより得られるもので、その工程中の
加熱乾燥処理により、溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗ
ｔ％となるセラミックグリーンシートとして形成する。

【００１８】その溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗｔ％
のセラミックグリーンシートを形成すれば、キャリアフ
ィルムから容易に剥離できて割れや静電気による捲れ不
良が発生するのを防げると共に、積層時にはプレス金型
に付着するのを防げ、また、セラミックグリーンシート
の通気抵抗を適度に保て、皺やデラミネーションがセラ
ミックシート積層体に発生するのを防げる。

【００１９】その溶剤の含有率は、セラミックグリーン
シートの厚み，乾燥速度，乾燥温度の相関関係で定めら
れるが、乾燥温度を余り高めると、乾燥速度を早くして
も、溶剤が急に沸騰することによるピンホールが発生す
るため、乾燥温度は少なくとも溶剤の沸点以下に設定す
る必要がある。

【００２０】また、その乾燥温度を溶剤の沸点以下に設
定し、溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗｔ％のセラミッ
クグリーンシートを形成するには、乾燥速度は早くても
４０ｍ／ｍｉｎに設定し、最外層積層用としてはセラミ
ックグリーンシートの厚みを最大でも２５μｍに抑える
ことが必要となる。

【００２１】その溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗｔ％
のセラミックグリーンシートを形成することから、厚み
２５μｍのセラミックグリーンシートを最外層積層用と
して形成し、この好適なセラミックグリーンシートの乾
燥温度と乾燥速度との相関関係を求めるべく、以下の通
り実験１〜４を行った。

【００２２】その実験は、乾燥速度：２０ｍ／ｍｉｎ
（実験１）、同３０ｍ／ｍｉｎ（実験２）、同４０ｍ／
ｍｉｎ（実験３）、同１０ｍ／ｍｉｎ（実験４）毎に、
乾燥温度：４５、５５、５７、６５、７５、８５、９５
℃に各々設定し、一定距離の乾燥炉にて乾燥処理するこ
とによりセラミックグリーンシートを作り、そのセラミ
ックグリーンシートから１００ｇの定寸シートを得る共
に、キャリアフィルムの剥離から積層まで行って各試料
１０個ずつを得、各試料の静電気による捲れ、積層皺、
金型付着、積層剥離の有無を検査した。この結果は、次
の実験１：表１、実験２：表２、実験３：表３、実験
４：表４で示す通りである。

【００２３】

【表１】

【００２４】実験１：セラミックグリーンシートの乾燥
速度を２０ｍ／ｍｉｎに設定したとき、乾燥温度を４
５、５５℃に設定すると、溶剤の含有率が高いところか
ら、積層時の皺やプレス金型に対する付着が発生した。
一方、乾燥温度を９５℃に設定したときは、溶剤の含有
率が低くなり過ぎるところから、静電気による捲れや積
層剥離が発生した。これに対し、乾燥温度を５７、６
５、７５、８５℃に設定したときは不具合の発生が見ら
れなかった。

【００２５】

【表２】

【００２６】実験２：セラミックグリーンシートの乾燥
速度を３０ｍ／ｍｉｎに設定したとき、乾燥温度を４
５、５５、５７℃に設定すると、溶剤の含有率が高いと
ころから、積層時の皺やプレス金型に対する付着が発生
した。一方、乾燥温度を９５℃に設定したときは、溶剤
の含有率が低くなり過ぎるところから、静電気による捲
れや積層剥離が発生した。これに対し、乾燥温度を６
５、７５、８５℃に設定したときは不具合の発生が見ら
れなかった。

【００２７】

【表３】

【００２８】実験３：セラミックグリーンシートの乾燥
速度を４０ｍ／ｍｉｎに設定したとき、乾燥温度を４
５、５５、５７℃に設定すると、溶剤の含有率が高いと
ころから、積層時の皺やプレス金型に対する付着が発生
した。一方、乾燥温度を９５℃に設定したときは、溶剤
の含有率が低くなり過ぎるところから、静電気による捲
れや積層剥離が発生した。これに対し、乾燥温度を６
５、７５、８５℃に設定したときは不具合の発生が見ら
れなかった。

【００２９】

【表４】

【００３０】実験４：セラミックグリーンシートの乾燥
速度を１０ｍ／ｍｉｎに設定したとき、乾燥温度を４
５、５５℃に設定すると、溶剤の含有率が高いところか
ら、積層時の皺やプレス金型に対する付着が発生した。
一方、乾燥温度を９５℃に設定したときは、溶剤の含有
率が低くなり過ぎるところから、静電気による捲れや積
層剥離が発生した。これに対し、乾燥温度を５７、６
５、７５、８５℃に設定したときは不具合の発生が見ら
れなかった。

【００３１】以上を総合すると、次の表５並びに図４で
示す通り、セラミックグリーンシートの乾燥速度は４０
ｍ／ｍｉｎにまで早められることが確認できた。また、
セラミックペーストの塗布速度を１０ｍ／ｍｉｎ，２０
ｍ／ｍｉｎに設定するときはセラミックグリーンシート
の乾燥温度を５７〜８５℃に設定し、セラミックペース
トの塗布速度を３０ｍ／ｍｉｎ，４０ｍ／ｍｉｎに設定
するときはセラミックグリーンシートの乾燥温度を５５
〜７５℃に設定することにより、溶剤の含有率が０．３
〜０．１ｗｔ％のセラミックグリーンシートを得られる
ことが確認できた。

【００３２】

【表５】

【００３３】上述した実施の形態は最外層積層用のセラ
ミックグリーンシートを形成する場合で説明したが、内
層積層用としても、溶剤の含有率を０．３〜０．１ｗｔ
％のセラミックグリーンシートとして形成すればよい。
但し、内層積層用は厚みが２〜６μｍと極薄状のものに
形成されるため、セラミックペーストの塗布速度を早め
られると共に、乾燥温度を低く設定しても、溶剤の含有
率を０．３〜０．１ｗｔ％のものに形成できる。

【００３４】また、上述した実施の形態は積層セラミッ
クコンデンサの複数積層する最外層形成用の厚い厚みの
セラミックグリーンシートを形成する場合で説明した
が、これと同様に、磁性材を主成分とするセラミックペ
ーストから、積層圧電電子部品用のセラミックグリーン
シートを形成するのにも適用できる。

【００３５】

【発明の効果】以上の如く、本発明の請求項１に係る積
層セラミック電子部品の製造方法に依れば、セラミック
ペーストをキャリアフィルムに塗布後の加熱乾燥処理に
より、溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗｔ％のセラミッ
クグリーンシートを形成することから、キャリアフィル
ムから容易に剥離できて割れや静電気による捲れ不良が
発生するのを防げると共に、圧着時のプレス金型に対す
る付着を防げ、また、セラミックグリーンシートの通気
抵抗を適度に保て、皺やデラミネーションがセラミック
シート積層体に発生するのを防げ、電気的特性に影響の
ある構造欠陥の発生を少なくし、均一な品質を維持でき
ることにより歩留りを向上できて安価に大量生産を図る
ことができる。

【００３６】本発明の請求項２に係る積層セラミック電
子部品の製造方法に依れば、最外層積層用として、厚み
が最大厚み２５μｍで、溶剤の含有率が０．３〜０．１
ｗｔ％のセラミックグリーンシートを形成することによ
り、最外層保護用として好適な厚みにより不具合の発生
を解消できて安価に大量生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般例に係る積層セラミック電子部品の製造工
程中でセラミックペーストの塗布工程からセラミックグ
リーンシートの乾燥工程までを示す説明図である。

【図２】図１の工程に引き続く内部電極の印刷工程を示
す説明図である。

【図３】図２の工程に引き続くセラミックグリーンシー
トの積層工程を示す説明図である。

【図４】図３の工程に引き続く積層セラミックグリーン
シートの圧着工程を示す説明図である。

【図５】本発明に係る溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗ
ｔ％のセラミックグリーンシートを形成するときの好適
なセラミックグリーンシートの乾燥速度と乾燥温度の相
関関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ キャリアフィルム ２ セラミックグリーンシート ３，３… 内部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G052 DA04 DB02 DC01 DC06 4G055 AA08 AC01 AC09 BA12 5E001 AB03 AD00 AG00 AH00 AH01 AH05 AJ01 AJ02 5E082 AB03 BC38 EE04 EE35 FG06 FG26 LL01 LL02 MM24 PP03 PP09

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック粉末，樹脂バインダー，溶剤
   等の混合スラリーでなるセラミックペーストをキャリア
   フィルムに塗布し、それを加熱乾燥処理した後、内部電
   極の印刷，定寸切断，キャリアフィルムの剥離を含む必
   要の工程を経て、内層積層用または最外層積層用のセラ
   ミックグリーンシートを得、このセラミックグリーンシ
   ートを複数枚積層圧着し、そのセラミックシート積層体
   から積層セラミック電子部品を製造するにあたり、上記
   加熱乾燥処理により、溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗ
   ｔ％のセラミックグリーンシートを形成するようにした
   ことを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】 最外層積層用として、厚みが最大厚み２
   ５μｍで、溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗｔ％のセラ
   ミックグリーンシートを形成するようにしたことを特徴
   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。