JP2532617B2 - 積層磁器コンデンサ用グリ―ンシ―ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、積層磁器コンデンサの製造に使用するグリ
ーンシートに関するものである。

従来の技術 近年、ラジオ，マイクロカセットレコーダ，電子チュ
ーナ，ビデオカメラ等の超小型，薄型軽量電子機器の発
展に伴い、回路素子として使用されるコンデンサの小
型、大容量化が強く要求されるようになってきた。これ
らの要求を満足する部品として積層磁器コンデンサが知
られている。

積層磁器コンデンサの製造方法としては、先ず誘電体
粉末，バインダ，可塑剤および有機溶剤からなるスラリ
ーを用いてドクターブレード法によりベースフィルム上
に厚さ数十μｍの誘電体層を形成してグリーンシートを
作製する。

次にこのグリーンシート上に内部電極を印刷したもの
を複数枚積み重ね、その後、圧着により積層成型体を作
製し、しかる後、チップ状に切断，焼成後、外部電極を
形成して作製される。（『絶縁誘電体セラミックス』CM
C社発行 塩崎忠監修 p211〜227 1960年刊） 一方さらに大容量化を達成するには誘電体層を薄くす
ることが望まれるが、ドクターブレード法では誘電体層
厚みに限度があることから、バインダ量を従来よりも増
量し、スラリー粘度をさらに小さくしてリバースロール
法により10μｍ以下の薄型シートを作製し、バインダ量
の多いことを利用して、グリーンシートのベースフィル
ムから熱圧着により誘電体層を転写する、いわゆるホッ
トスタンプ方式により誘電体層を積層する方法も最近提
案されている。

ホットスタンプ方式による積層磁器コンデンサの製造
プロセスを第３図を用いて簡単に説明する。

まず、誘電体粉末にバインダ，可塑剤，溶剤などを加
えて混合し調製されたスラリーを用い、リバースロール
法などにより、厚さ数μｍから十数μｍの極薄の誘電体
層30をベースフィルム31上に形成し、ホットスタンプシ
ート32を作製する。次に焼結時のソリやハンドリング時
に耐えられるように、直接電気特性に関与しない誘電体
層30a部分をベースフィルム31a上に作製し、その後、前
述のホットスタンプシート32を重ね合わせる。その後、
熱ローラ33などで熱と圧力をベースフィルム31面側から
同時にかけることにより、ホットスタンプシート32の誘
電体層30を、誘電体層30aに転写させる。次にホットス
タンプシート32のベースフィルム31を剥離する。この剥
離面上にPdを主成分とした電居ペーストを所定の形状と
なるようスクリーン印刷法などにより塗布し内部電極34
を形成する。その後、別のホットスタンプシート32bの
誘電体層30bを、前述のホットスタンプシートに重ねあ
わせた後、熱ローラ33などにより熱と圧力をベースフィ
ルム面31bから同時にかけることにより、ホットスタン
プシート32bのベースフィルム31bを剥離する。さらに別
のホットスタンプシートの重ね合わせ、熱圧着による転
写、ベースフィルムの剥離、電極形成を繰返した後、最
上層に前述と同様に直接電気特性に関与しない誘電体層
部分を作製し、その後、切断，焼成を行う。その後、外
部電極35を形成して積層磁器コンデンサを作製する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、ホットスタンプ方式のグリーンシート
は、熱転写が可能となるように、従来法によるグリーン
シートに比べ、バインダ量が多いためPd粉体などを主体
とした電極ペーストを用いてスクリーン印刷法などによ
りシート上に内部電極34を形成する場合、電極ペースト
の主成分である有機溶剤が、グリーンシートの誘電体層
のバインダを一部溶解し、第４図に示すように対向する
内部電極34間同士が接触するため、これらの電極を形成
したシートを積層成型した成型体を焼結すると内部電極
34間同士が短絡し積層磁器コンデンサとしての役割を果
さないという課題を有していた。

なお第４図において30は誘電体層であり、42は誘電体
粉末、43はバインダ，可塑剤、46は内部電極ペースト印
刷時にバインダがおかされて対向した内部電極34までた
どりついた電極ペースト、31はベースフィルムである。

本発明は上記課題に鑑み、厚みの薄い誘電体層からな
るグリーンシート上に、従来と同様Pd粉体を主体とした
電極ペーストを用いてスクリーン印刷法などにより電極
を形成しても焼結後、短絡現象が生じない積層磁器コン
デンサ用グリーンシートを提供しようとするものであ
る。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するための本発明のシートは次のよう
なものである。すなわち多層構成からなる誘電体層のう
ち少なくとも一層以上は内部電極用ペーストの有機溶剤
に不溶かもしくは溶けにくいバインダを使用した構造と
したものである。

作用 本発明の積層磁器コンデンサのグリーンシートの一例
を第１図に示す。第１図のグリーンシートは、バインダ
の種類がそれぞれ異なる２層構造からなり、11はベース
フィルム、12は熱転写が可能なバインダを使用している
誘電体層、13は有機溶剤に不溶か、もしくは溶けにくい
バインダを使用している誘電体層である。なお14a,14b
は誘電体粉末、15a,15bはバインダと可塑剤を示す。ま
た誘電体層12の組成はホットスタンプシステムが可能と
なるようなバインダ量が含有されていなければならな
い。

このような多層構造からなるホットスタンプシートを
用いて第３図の従来法と同じ製造プロセスに従って積層
磁器コンデンサを作製したとする。これは第２図のごと
くベースフィルム25上の直接電気特性に関与しない誘電
体層24の上に、本発明によるシートの誘電体層12を熱ロ
ーラなどにより加熱転写した後、ベースフィルム11を剥
離し、その面上にスクリーン印刷法で内部電極21を形成
する。次に、別の本発明によるシートを重ね合せた後、
熱ローラで誘電体層12を転写し、ベースフィルム11を剥
離した面上に再度スクリーン法により、内部電極21を形
成しながら積層成型体を作製する。

従来のホットスタンプシートの場合、熱転写が可能と
なるように誘電体層30中のバインダ量を多く必要とする
ため、電極ペーストの有機溶剤がバインダ43を侵し対向
する内部電極34間同士で短絡した。

しかしながら本発明のシートは、誘電体層のうち少な
くとも一層13以上は、有機溶剤に不溶か、もしくは溶け
にくいバインダを使用しているため、スクリーン印刷法
により電極ペーストを用いて内部電極21を形成しても、
電極ペーストの有機溶剤によるバインダの溶解が著しく
抑制され、電極ペーストの誘電体層12への侵入が無い
か、もしもあったとしても極めて小さいものとなり、対
向した内部電極21まで到達するまでに至らない。従っ
て、内部電極21間の短絡現象も無くなり、生産性が著し
く向上する。

実施例 本発明の具体的実施例について詳しく説明する。

まず、BaTiO₃を主成分とする誘電体粉末100重量部に
対し、ポリビニルブチラール樹脂25重量部，フタル酸ジ
オクチル２重量部を配合した後、溶剤にテトラヒドロフ
ランを用いてボールミルで20時間混練し、10〜15cpsの
粘度からなるスラリーを作製した。このスラリーを、脱
泡処理後、リバースロール法により厚み50μｍのポリエ
ステルフィルム上に厚さ８μｍの誘電体層を形成し、ホ
ットスタンプ用のシートとした。なお、このホットスタ
ンプシートは、従来のホットスタンプシート同じ組成か
らなり、熱転写が可能な誘電体層12である。次にBaTiO₃
を主成分とする誘電体粉末100重量部に対し、アクリル
樹脂系エマルジョン10重量部，ポリエチレングリコール
８重量部を配合した後、溶剤に蒸溜水を用いてボールミ
ルで20時間混練し、20〜25cpsの粘度からなるスラリー
を作製した。かかるスラリーを前述と全く同様にしてポ
リエステルフィルム上に厚み８μｍの誘電体層13を形成
し有機溶剤に不溶なホットスタンプシートを作製した。
この２種類のバインダの種類が異なるシートの誘電体層
12,13同士が互いに重なるように向かい合せた後、バイ
ンダにポリビニルブチラール樹脂を用いたホットスタン
プシートのベースフィルム側から、熱ロールで圧力50kg
/cm³,温度190℃の熱圧着条件で、バインダの種類が異な
る２枚のシートを一体とした。その後、バインダにポリ
ビニルブチラール樹脂を用いたホットスタンプシートの
ベースフィルムを剥離して、第１図に示すような本発明
のグリーンシートを作製した。

次に、厚み50μｍのポリエステルフィルム上にドクタ
ーブレード法により作製したBaTiO₃を主成分とする粉末
粒子，ポリビニルブチラール樹脂からなる200μｍの誘
電体層24が形成されたグリーンシートの誘電体層24と、
前述の２層構造からなるホットスタンプシートの誘電体
層12,13同士が互いに相対するように重ね合せた後、本
発明のホットスタンプシートのベースフィルム面側から
熱ローラにより、温度185℃，圧力50kg/cm²の条件下で
２秒間熱圧着し、ホットスタンプシートの誘電体層12,1
3を転写した。その後、ホットスタンプシートのベース
フィルム面を剥離し、この剥離面に市販のPdペースト
〔昭栄化学（株）製 商品名 ML＝3724〕を用いてスク
リーン印刷法により3.5×1.0mmの形状からなる内部電極
21を形成した。次に、さらに別の本発明によるホットス
タンプシートをその上に重ね合せ、前述と全く同じ条件
で熱圧着によりホットスタンプシートの誘電体層12,13
を転写後、ベースフィルムを剥離し、その面状に前述と
同じ内部電極21を印刷した。なお、内部電極21の重なり
部分、すなわち積層コンデンサとして有効に働く電極面
積は、1.4×1.0mmとなるように積層成型した。この工程
を10回繰返した後、前述の厚み200μｍのドクターブレ
ード法で作製したグリーンシートを重ねた。次に、この
積層体をさらに金型プレスを用いて80℃で500kg/cm²の
条件下で圧着した。しかる後、2.4×1.6mmのチップ形状
に切断後、チップ成型体をZrO₂粉末中にまぶしながら13
00℃で1hr焼成した。なお、昇温，降温速度は200℃/hr
とし、途中バインダ除去のため375℃で10hr及び420℃で
保持した。このようにして作製した積層磁器コンデンサ
の電気容量をLCRメータを用いて測定すると共に短絡の
有無を確認した。なお測定したサンプル数は100個であ
る。第１表に短絡していない試料の電気容量の平均値お
よび短絡した試料数を示す。なお本発明によるグリーン
シートを用いて作製した試料の微細構造を走査型電子顕
微鏡で観察した結果、焼結体は極めて緻密であり、従来
のサンプルと特に大きな差異は認められなかった。

次に比較のために従来法によるホットスタンプシート
を作製した。すなわちBaTiO₃を主成分とする誘電体粉末
100重量部に対し、ポリビニルブチラール樹脂25重量
部，フタル酸ジオクチル２重量部を配合した後、溶剤に
テトラヒドロフランを用いてボールミルで20時間混練
し、10〜15cpsの粘度からなるスラリーを作製した。こ
のスラリーを、脱泡処理後、リバースロール法により厚
み50μｍのポリエステルフィルム上に厚さ16μｍの誘電
体層30を形成し、従来法のホットスタンプシートとし
た。このホットスタンプシートを用いて、前述と全く同
じ条件で積層磁器コンデンサを作製し、積層磁器コンデ
ンサの電気容量をLCRメータを用いて測定すると共に短
絡の有無を確認した。なお測定したサンプル数は100個
である。第１表に短絡していない試料の電気容量の平均
値および短絡した試料数を示す。第１表に示すように本
発明によるグリーンシートを用いた積層磁器コンデンサ
は、電気特性的には何ら従来品と変ることなく、また従
来問題となっていた短絡現象も全く認められず製造時に
おける歩留まりの大幅な向上が可能となる。

なお、本実施例ではバインダの種類が異なる誘導体層
12,13が２層からなるグリーンシートとしたが、さらに
バインダの種類が異なる３種類以上の誘電体層からなる
多層構造のホットスタンプシートを作製し、これを使用
して積層磁器コンデンサを作製しても、同様の効果が得
られる。

発明の効果 以上のように本発明による積層磁器コンデンサ用グリ
ーンシートは、誘電体粉末，バインダ，可塑剤からなる
誘電体層とベースフィルムからなり、誘電体層は、バイ
ンダの種類が異なる２層以上の多層構成からなり、複数
の誘電体層のうち少なくとも一層以上は内部電極用ペー
ストの有機溶剤に不溶かもしくは溶けにくいバインダを
使用したので、十数μｍ以下の誘電体層厚みからなるホ
ットスタンプシートを用いて積層磁器コンデンサを作製
しても、内部電極の短絡現象の発生もなく、製造時にお
ける生産歩留を大幅に向上せさることが出来、その工業
的価値は極めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の積層磁器コンデンサ用グリーンシート
の構造断面図、第２図は本発明のグリーンシートを用い
た積層成型体の内部電極付近の拡大断面図、第３図はホ
ットスタンプシステムによる積層磁器コンデンサの製造
プロセスを示す図、第４図は従来のホットスタンプシー
トを用いた積層成型体の内部電極付近の拡大断面図であ
る。 11……ベースフィルム、12……熱転写が可能となるバイ
ンダの種類及びバインダ量からなる誘電体層、13……有
機溶剤に不溶かもしくは溶けにくいバインダからなる誘
電体層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖中 秀行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特公 昭46−13224（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】剥離可能なベースフィルム上にバインダの
   種類が異なる２層以上の多層構造からなる熱転写を可能
   とする誘電体層を設け、これらの複数の誘電体層のうち
   少なくとも１層以上が内部電極用ペーストの有機溶剤に
   不溶かもしくは溶けにくいバインダを含むことを特徴と
   する積層磁器コンデンサ用グリーンシート。