JP4631110B2 - セラミックグリーンシートの製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートの製造装置に関し、詳しくは、積層セラミック電子部品に用いるのに適したセラミックグリーンシートを効率よくかつ確実に製造するためのセラミックグリーンシートの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、代表的な積層セラミック電子部品の一つである積層セラミックコンデンサは種々の用途に広く用いられているが、近年、電子部品の小型化が進むにつれて、小型・大容量化への要求がさらに増大してきている。
【０００３】
この積層セラミックコンデンサは、例えば、図２に示すような構造を有しており、複数の内部電極２ａ，２ｂが、誘電体層であるセラミック層１を介して、互いに対向し、かつ、内部電極２ａ，２ｂの一方の端部が、互いに異なる側の端面に引き出された構造を有するセラミック素子３の両端部に、内部電極２ａ，２ｂと導通する一対の外部電極４ａ，４ｂを配設することにより形成されている。
【０００４】
そして、このような積層セラミック電子部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートは、誘電体層であるセラミック層を形成するものであり、取得できる静電容量を大きくして製品の小型化を図るため、近年その薄膜化が進んでいる。
【０００５】
ところで、セラミックグリーンシートは、通常、セラミックスラリーをシート状に成形した後、これを乾燥させることにより製造されており、セラミックスラリーをシート状に成形する方法としては、ドクターブレード法やリバースロールコータ法などの種々の方法が用いられている。
【０００６】
例えば、図３は、従来のセラミックグリーンシートの製造方法の一例を示すものであり、ここでは、キャリアフィルム供給部（キャリアフィルム供給ローラ）５１から、キャリアフィルム５２を供給し、所定の位置で、セラミックスラリー塗布手段（シート成形手段）（この例ではドクターブレード法を用いている）５３により、セラミックスラリー５４をキャリアフィルム５２上に塗布した後、キャリアフィルム５２とともにセラミックスラリー５４を搬送し、乾燥手段５５により、セラミックスラリー５４を乾燥させてセラミックグリーンシート５６を形成した後、シート回収ローラ５７によって、表面にセラミックグリーンシート５６を保持するキャリアフィルム５２を巻き取ることにより、形成されたセラミックグリーンシート５６をキャリアフィルム５２に保持された状態で回収するようにしている。
【０００７】
ところで、図２に示すような積層セラミックコンデンサにおいて、内部電極２ａ，２ｂ間に介在するセラミック層１の厚み（素子厚）が３μm以下になると、それに用いられるセラミックグリーンシートとして、厚みの薄いセラミックグリーンシートを製造することが必要になる。しかし、上述のような従来の方法によって厚みの薄いセラミックグリーンシートを製造すると、セラミックグリーンシートの表面粗さが粗くなったり、セラミックグリーンシートにピンホール欠陥（ポア-ー）が発生したりするという問題点がある。
【０００８】
すなわち、従来のセラミックグリーンシートの製造方法では、厚みが３μm程度あるいはそれ以下になると、表面の平滑性が良好（例えば、表面粗さがＲａ≦１００nm程度）で、ピンホール欠陥の存在しないセラミックグリーンシートを安定的に製造することは、必ずしも容易ではないのが実情である。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、厚みの薄いセラミックグリーンシートを製造する場合にも、表面の平滑性が良好で、ピンホール欠陥などの少ないセラミックグリーンシートを安定して製造することが可能なセラミックグリーンシートの製造装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置は、
セラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布してシート状に成形するシート成形手段と、
前記シート成形手段によりシート状に成形されたセラミックスラリーを乾燥する乾燥手段と、
前記乾燥することによりキャリアフィルム上に形成された、内部電極の印刷されていないシートを加圧して、その表面を平滑化する平滑化手段と
を具備することを特徴としている。
【００１１】
本発明の積層セラミック電子部品の製造装置を用いた場合、シート成形手段により、セラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布してシート状に成形し、乾燥手段により、シート状に成形されたセラミックスラリーを乾燥した後、平滑化手段により、キャリアフィルム上の、内部電極の印刷されていないシートを加圧して平滑化することにより、厚みが薄い場合にも、表面の平滑性に優れたセラミックグリーンシートを確実にしかも効率よく製造することが可能になる。
すなわち、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置によれば、セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）を低減することが可能になるとともに、平滑化処理の際に、セラミックグリーンシートが加圧されて高密度になるため、ポアーの発生や、電極ペーストの溶剤成分がセラミックグリーンシートに染み込んでバインダーを溶解させるシートアタック現象を抑制することが可能になる。
【００１２】
また、セラミック粒子の分散性を高くすることにより、セラミックグリーンシートの表面の平滑性を向上させようとすると、セラミックスラリーの分散時に過剰なせん断力をセラミック粒子に与えることになる場合があるが、本発明の製造装置を用いることにより、セラミック粒子の分散性に依存せずに平滑性を向上させることが可能になるため、セラミック粒子が粉砕されてしまうことを抑制、防止して、セラミック粒子のロットごとの凝集性のばらつきによって、所望の特性を備えたセラミックグリーンシートが得られなくなるというような問題を回避することが可能になる。
【００１３】
また、請求項２のセラミックグリーンシートの製造装置は、前記平滑化手段として、カレンダーロール機が用いられていることを特徴としている。
【００１４】
カレンダーロール機は、少なくとも一対のロール（ニップロール）を備え、この一対の金属ロールによりセラミックグリーンシートをその両面側からニップして加圧することによりセラミックグリーンシートの表面を平滑にすることができるように構成された装置を意味する概念である。
なお、一対のロールとしては、例えば、鏡面研磨された硬質クロムめっき膜をその表面に備えた金属ロールなどを用いることが可能である。また、カレンダーロール機としては、セラミックグリーンシートを予熱するためのプレヒートロールなどを備えた構成のものを用いることも可能である。
このようなカレンダーロール機を平滑化手段として用いることにより、連続的に、効率よく、セラミックグリーンシートの表面を平滑化して表面粗さ（Ｒａ）を低減することが可能になるとともに、セラミックグリーンシートを緻密化することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００１５】
また、請求項３のセラミックグリーンシートの製造装置は、積層セラミック電子部品用のセラミックグリーンシートを製造するために用いられる装置であって、前記平滑化されたセラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離するための剥離手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
剥離手段を備えた請求項３のセラミックグリーンシートの製造装置を用いることにより、セラミックスラリーをキャリアフィルム上にシート状に成形し、平滑化することにより、セラミックグリーンシートの厚みが薄い場合にも、効率よく平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥のないセラミックグリーンシートを製造することが可能になるとともに、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離した状態で、例えば、積層などの処理を行って、効率よく所望の特性を備えた積層セラミック電子部品を製造することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。
【００１７】
また、請求項４のセラミックグリーンシートの製造装置は、厚みが３μｍ以下のセラミックグリーンシートの製造に用いられるものであることを特徴としている。
【００１８】
請求項４の発明によれば、厚みが３μm程度の薄いセラミックグリーンシートを製造する場合にも、破れたりすることなく平滑化処理を施すことが可能になり、表面の平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥がなく、しかも、高密度で、シートアタック現象を生じることのない信頼性の高いセラミックグリーンシートを効率よく製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
なお、この実施形態では、図２に示すような構造を有する積層セラミックコンデンサに用いられるセラミックグリーンシートを製造するのに用いられるセラミックグリーンシートの製造装置を例にとって説明する。なお、図２の積層セラミックコンデンサの構造については、従来の技術及び発明が解決しようとする課題の欄で説明を行っているので、ここでは重複を避けるため、その構造についての説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造装置を示す図である。
このセラミックグリーンシートの製造装置は、キャリアフィルム１２を供給するキャリアフィルム供給部（キャリアフィルム供給ローラ）１１と、セラミックスラリー１４をキャリアフィルム１２上に供給（塗布）してシート状に成形するシート成形手段（リバースロールコータ）１３と、シート状に成形されたセラミックスラリー１４を乾燥する乾燥手段（熱風循環乾燥機）１５と、乾燥されたシート（平滑化されていないセラミックグリーンシート）１６ａを加圧して、その表面を平滑化するための平滑化手段（一対のニップロール２０ａ，２０ｂを備えたカレンダーロール機）２０と、平滑化処理が施されたセラミックグリーンシート１６をキャリアフィルム１２とともに巻き取って回収するシート回収部（シート回収ローラ）１７とを備えている。
【００２１】
なお、積層セラミックコンデンサに用いられる、厚みが薄くて、表面の平滑性に優れたセラミックグリーンシートを製造するためには、乾燥後のセラミックグリーンシートを加圧して平滑化処理する工程が必要になるが、薄いセラミックグリーンシート単独では、加圧する際にセラミックグリーンシートが破れてしまうため、そのままでは平滑化処理を施すことができない。そこで、上述のように、本発明の製造装置では、キャリアフィルム１２上にセラミックスラリー１４を塗布・乾燥し、平滑化処理することにより、セラミックグリーンシート１６を作製するようにしている。なお、キャリアフィルム１２上に保持されたセラミックグリーンシート１６は、その後、キャリアフィルム１２から剥離されることになる。すなわち、この実施形態では、シート回収部１７に回収されたセラミックグリーンシート１６は、キャリアフィルム１２に保持された状態で積層セラミックコンデンサの製造工程３０に搬送され、表面に内部電極を形成した後、剥離手段（図示せず）により、キャリアフィルム１２から剥離して積層し、焼成する工程を経て積層セラミックコンデンサが製造されることになる。
【００２２】
また、シート成形手段１３としては、リバースロールコータが用いられているが、シート成形手段１３はこれに限られるものではなく、ドクターブレード法その他、公知の種々の方法を適用したシート成形手段を用いることが可能である。
【００２３】
また、乾燥手段１５としては、上記の熱風循環乾燥機が用いられているが、この熱風乾燥機は、電気ヒータから発生する熱で加熱された熱風により、キャリアフィルム１２上に塗布されたセラミックスラリー１４を乾燥させることができるように構成されているとともに、乾燥を促進させるため、キャリアフィルム１２のセラミックスラリー１４が塗布されていない側（下面側）に配置された金属製プレート１８を高温流体加熱することにより、キャリアフィルム１２上のセラミックスラリー１４を下面側から加熱することができるように構成されている。
【００２４】
なお、セラミックスラリー１４を乾燥するための乾燥手段としては、この実施形態のような熱風循環式乾燥機に限らず、赤外線源から放射される赤外線を用いる赤外線乾燥機や、金属製プレートを電磁誘導加熱して乾燥する電磁誘導加熱式乾燥機など、種々の方式の乾燥機を用いることが可能である。
【００２５】
なお、セラミックグリーンシート（セラミックスラリー）を乾燥する工程において重要なことは、セラミックグリーンシート中に溶剤が残留しないように十分に乾燥を行うことである。これは、溶剤が残留した状態で、セラミックグリーンシートを平滑化する処理（平滑化処理）を行うと、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たり、破れが生じたりすることによる。
なお、乾燥工程において、乾燥温度は、セラミックグリーンシート中の有機溶剤の沸点より高い温度に設定することが望ましい。例えば、ポリビニルプチラール系バインダー（ＰＶＢ）、フタル酸エステル系可塑剤（ＤＯＰ）、エタノール、トルエンの有機溶剤を含むセラミックスラリーを乾燥させるような場合、乾燥温度は、８０〜１５０℃に設定される。
【００２６】
また、セラミックグリーンシート１６ａを加圧して平滑化処理を施すために用いられる平滑化手段２０としては、表面に鏡面研磨された硬質クロムめっき膜を備えた一対の金属ロール（ニップロール）２０ａ，２０ｂからなるカレンダーロール機が使用されている。
【００２７】
なお、カレンダーロール機２０を構成する一対の金属ロール２０ａ，２０ｂには、電磁誘導加熱方式の加熱手段と温度制御手段が設けられている。また、金属ロール２０ａ，２０ｂの加熱には、電磁誘導加熱方式以外にも、高温流体加熱方式などの種々の方式のものを使用することができる。なお、カレンダーロール機２０としては、例えば、ニップロールが１つのシングルニップロールタイプのカレンダーロール機、複数のニップロールを備えた多段ニップロールタイプのカレンダーロール機など、種々のロール構成のものを用いることが可能である。
【００２８】
このようなカレンダーロール機２０による平滑化処理の工程で、セラミックグリーンシート１６ａが一対のニップロール２０ａ，２０ｂにより加圧されることにより、その表面が平滑化されるとともに、平滑化処理後のセラミックグリーンシート１６の密度が高くなり、ピンホール欠陥などの発生を減少させることが可能になる。
【００２９】
また、平滑化処理が施されるセラミックグリーンシート１６ａは、熱風循環式乾燥機１５により、十分に乾燥されているため、カレンダーロール機２０による平滑化処理の工程で、セラミックグリーンシート１６ａがキャリアフィルム１２から剥離することを防止して、確実な平滑化処理を施すことができる。
【００３０】
また、乾燥工程を経た後のセラミックグリーンシートが、そのまま連続してカレンダーロール機２０により平滑化処理されるため、特に予熱工程を必要とすることなく、セラミックグリーンシートに平滑化処理を施すことが可能になり、生産効率を向上させることが可能になる。
【００３１】
また、カレンダーロール機２０による平滑化処理を施すにあたっては、セラミックグリーンシート１６ａをニップする金属ロール２０ａ，２０ｂの表面温度及びロールの線圧の制御が重要であり、この条件の設定いかんによって、平滑化処理後のセラミックグリーンシート１６の表面の平滑性（Ｒａ）が決定されることになる。
この平滑化処理の条件としては、金属ロール２０ａ，２０ｂの表面温度が０〜１５０℃、線圧が５０kgf〜１０００kgf／cmの範囲で、セラミックグリーンシートの材料に合わせて適宜設定することが望ましい。
また、さらに好ましい範囲は、カレンダーロール機の表面温度が２０〜１００℃、線圧が１００kgf〜６００kgf／cmの範囲である。
【００３２】
また、キャリアフィルム１２上に保持されたセラミックグリーンシート１６を巻き取って回収するシート回収部（シート回収ローラ）１７は、平滑化処理されたセラミックグリーンシート１６をキャリアフィルム１２とともに巻き取って回収することができるように構成されている。このシート回収部１７の構成は、平滑化処理されたセラミックグリーンシート１６をキャリアフィルム１２とともに巻き取って回収することができるような構成を有するものであればよく、種々の構成のものを用いることが可能である。
【００３３】
なお、このシート回収部１７に回収されたセラミックグリーンシートは、その後、積層セラミックコンデンサの製造工程３０に送られ、必要に応じて、例えば、内部電極の印刷などの処理を施した後、特に図示しない剥離手段によりキャリアフィルムから剥離された後、積層、圧着などの工程に供されることになる。
【００３４】
【実施例】
次に、上記実施形態のセラミックグリーンシートの製造装置を用いてセラミックグリーンシートを製造する方法を示して、本発明の特徴をさらに詳しく説明する。
【００３５】
［セラミックスラリーの調製］
まず、セラミックの原料粉末として、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）粉末を用意し、このＢａＴｉＯ3粉末に、Ｄｙ＋Ｍｇ＋Ｍｎ及びＳｉを、酸化物粉末の形態で添加することにより、チタン酸バリウム系セラミック原料粉末を調製する。
次に、チタン酸バリウム系のセラミック原料粉末に、ポリビニルプチラール系バインダー（ＰＶＢ）、フタル酸エステル系可塑剤（ＤＯＰ）、エタノール、トルエンの有機溶剤を加え、ボールミル法により、セラミック粉末の粉砕が発生しないように湿式分散してセラミックグリーンシート用のセラミックスラリーを調製する。
【００３６】
［塗布工程］
そして、このセラミックスラリーを、キャリアフィルム上にリバースロールコータ法によって成膜する（シート幅１５０mm）。なお、塗布厚さは、乾燥後のセラミックグリーンシートの厚さが、約３μmになるような厚さとする。
この時、セラミックスラリー（セラミックグリーンシート）の塗工速度は５m／min、ロールの回転数は１００rpmとする。
【００３７】
［乾燥工程］
塗布したスラリーは、電気ヒータから発生する熱風を用いる熱風循環乾燥機により乾燥する。なお、この乾燥工程においては、熱風循環乾燥機の熱風と、キャリアフィルムの下面側に配設された、高温流体加熱方式で加熱される金属製プレートの熱により、セラミックスラリーの乾燥が効率よく行われる。
このとき、熱風循環乾燥機の設定温度を１００℃、金属製プレートの表面温度を８０℃とする。この乾燥工程では溶剤がセラミックグリーンシート中に残留しないように十分に完全に乾燥する。この乾燥工程により、厚みが約３μmの乾燥したセラミックグリーンシートが得られることになる。
【００３８】
［カレンダー処理工程］
乾燥直後のセラミックグリーンシート（表面温度＝６５〜７５℃）を、上述したように、鏡面研磨された硬質クロムめっき膜が表面に形成された一対の金属ロールを備えたカレンダーロール機を用い、電磁誘導加熱により、金属ロールの表面を７０℃に加熱し、金属ロール間の線圧を５００kgf／cmに設定して、セラミックグリーンシートをシングルニップ（一段プレス）処理する。
【００３９】
また比較例として、この工程で平滑化処理を行わないセラミックグリーンシート（比較例のセラミックグリーンシート）を、上記実施例の場合と同様の条件で作製した。
【００４０】
［セラミックグリーンシートの物性の評価］
（１）セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）
セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）は、原子間力顕微鏡を使用して、５μm平方の領域の測定値（nm）によって判断した。
（２）セラミックグリーンシートの密度
セラミックグリーンシートの密度（g／cm3）は、平面面積が５０cm2のセラミックグリーンシートの重量を測定し、その体積（セラミックグリーンシートの面積×厚み）で除して算出した。なお、このとき、セラミックグリーンシートの重量の測定には電子天秤を用い、厚みの測定には精密マイクロメーターを用いた。
【００４１】
表１に、比較例の平滑化処理を施していないセラミックグリーンシートの物性を示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】
なお、表１には、平均粒径が２１０nm（比較例１）、１５３nm（比較例２）、及び９８nm（比較例３）のチタン酸バリウム粉末を用いたセラミックスラリーを調製し、これを成形することにより作製したセラミックグリーンシート（比較例１，２及び３）の表面粗さ（Ｒａ）、厚み（シート厚み）、及び密度（シート密度）を示す。
表１に示すように、セラミックグリーンシートを平滑化処理しない場合、各セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）は、比較例１で２３７nm、比較例２で１６５nm、比較例３で１３１nmであった。
また、セラミックグリーンシートの厚みは、比較例１で３．０３、比較例２で３．０８、比較例３で３．０２であった。
また、セラミックグリーンシートの密度はいずれも３．００g／cm3以下であった。
【００４４】
また、表２には、平均粒径が２１０nm（実施例１）、１５３nm（実施例２）、及び９８nm（実施例３）のチタン酸バリウム粉末を用いたセラミックスラリーを調製し、本発明の実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造装置を使用し、カレンダーロール機で平滑化処理を施すことにより作製したセラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）、厚み、及び密度を示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】
表２に示すように、平滑化処理を施した実施例１，２及び３セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）はいずれも１００nm以下で、上述の平滑化処理を施していない比較例１，２及び３の場合に比べて、１／３から１／５程度に低減していることが確認された。
また、セラミックグリーンシートの厚みは、上述の比較例１，２及び３の場合に比べて、約１０％薄くなっており、それに伴って、シート密度が約１０％向上していることが確認された。
【００４７】
上述のように、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置によれば、積層セラミックコンデンサなどに使用するのに適した、表面の平滑性に優れ、シート密度の高いセラミックグリーンシートを確実に製造することが可能になる。また、キャリアフィルムに保持した状態でセラミックグリーンシートの平滑化処理を施すようにしているので、厚みの薄いセラミックグリーンシート（例えば厚み：３μm程度）を製造する場合にも、破れたりすることなく平滑化処理を施すことが可能になり、表面の平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥がなく、しかも、高密度で、シートアタック現象を生じることのない信頼性の高いセラミックグリーンシートを効率よく製造することが可能になる。
そして、このように、平滑牲に優れたセラミックグリーンシートを用いて積層セラミックコンデンサを製造した場合、セラミック層に内部欠陥がなく、セラミック層と内部電極の界面の平滑性に優れており、所望の特性を備え、信頼性が高く、しかも耐久性に優れた積層セラミックコンデンサを得ることが可能になる。
また、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置を使用した場合、セラミックスラリーの分散時に、過剰なせん断力をセラミック粒子に与える必要がなくなるため、セラミック粒子の粉砕や、セラミック粒子の各ロットでの凝集性のばらつきの発生などを防止して、所望の電気特性を備えた積層セラミックコンデンサを確実に得ることが可能になる。
【００４８】
なお、このような効果は、積層セラミックコンデンサを構成するセラミック層の厚みが３μm以下の場合に特に顕著であり、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置により製造したセラミックグリーンシートを用いることにより、所望の電気特性を備え、かつ、信頼性に優れた、薄膜多層、小型大容量の積層セラミックコンデンサを得ることができるようになる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、積層セラミックコンデンサ用のセラミックグリーンシートを製造する場合を例にとって説明したが、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置は、積層セラミックバリスタ、積層セラミック圧電部品、積層基板その他、種々の積層セラミック電子部品に用いられるセラミックグリーンシートを製造する場合に広く適用することが可能である。
【００５０】
なお、上記実施形態では、セラミックグリーンシートを構成するセラミック原料粉末として、チタン酸バリウム系セラミック粉末を用いた場合について説明したが、セラミックグリーンシートを構成するセラミック原料粉末としては、チタン酸バリウム系のものに限らず、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムなどを主成分とする種々のセラミック粉末を用いることが可能であり、その場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
また、上記実施例では、セラミックグリーンシート用スラリーとして、有機系スラリーを用いた場合を例にとって説明したが、水系スラリーを用いた場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００５２】
また、バインダー種、可塑剤についても、上記実施例で示したポリビニルプチラール系樹脂（ＰＶＢ）、フタル酸エステル系可塑剤（ＤＯＰ）などに限定されるものではなく、目的とするセラミックグリーンシートに応じて、適宜その種類及び量を選択して用いることが可能である。
【００５３】
本発明は、さらにその他の点においても、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
上述のように、本発明（請求項１）のセラミックグリーンシートの製造装置は、シート成形手段により、セラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布してシート状に成形し、乾燥手段により、シート状に成形されたセラミックスラリーを乾燥した後、平滑化手段により、乾燥することによりキャリアフィルム上に形成された、内部電極の印刷されていないシートを加圧して平滑化するようにしているので、厚みの薄いセラミックグリーンシート（例えば厚み：３μm程度）を製造する場合にも、表面の平滑性に優れ、所望の特性を得ることが可能な信頼性の高いセラミックグリーンシートを製造することが可能になる。
また、セラミックグリーンシートの密度を高くすることができることから、積層セラミック電子部品を構成するセラミック層中にポアーが発生することを抑制するとともに、電極ペーストの溶剤成分がセラミックグリーンシートに染み込んでバインダーが溶解されるシートアタック現象を抑制することが可能になる。
また、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置を使用した場合、セラミックスラリーの分散時に、過剰なせん断力をセラミック粒子に与える必要がなくなるため、セラミック粒子の粉砕や、セラミック粒子の各ロットでの凝集性のばらつきの発生などを防止して、所望の電気特性を備えた積層セラミック電子部品を確実に得ることが可能になる。
【００５５】
また、請求項２のセラミックグリーンシートの製造装置のように、平滑化手段として、カレンダーロール機を用いることにより、連続的に、効率よく、セラミックグリーンシートの表面を平滑化して表面粗さ（Ｒａ）を低減するとともに、セラミックグリーンシートを緻密化することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００５６】
また、請求項３のセラミックグリーンシートの製造装置のように、剥離手段を備えた構成とすることにより、セラミックスラリーをキャリアフィルム上にシート状に成形し、平滑化することにより効率よくセラミックグリーンシートを製造した後、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離して、積層セラミック電子部品の製造に供給することが可能になり、積層などの処理を行って、効率よく積層セラミック電子部品を製造することが可能になる。
【００５７】
また、請求項４のセラミックグリーンシートの製造装置によれば、厚み：３μm程度の薄いセラミックグリーンシートを製造する場合にも、破れたりすることなく平滑化処理を施すことが可能になり、表面の平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥がなく、しかも、高密度で、シートアタック現象を生じることのない信頼性の高いセラミックグリーンシートを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】 本発明の一実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造方法により製造されるセラミックグリーンシートが用いられる積層セラミック電子部品の１つである積層セラミックコンデンサの構造を示す断面図である。
【図３】 従来のセラミックグリーンシートの製造装置（製造方法）を示す図である。
【符号の説明】
１ セラミック層
２ａ，２ｂ 内部電極
３ セラミック素子
４ａ，４ｂ 外部電極
１１ キャリアフィルム供給部（キャリアフィルム供給ロール）
１２ キャリアフィルム
１３ シート成形手段（リバースロールコータ）
１４ セラミックスラリー
１５ 乾燥手段（熱風循環乾燥機）
１６ セラミックグリーンシート
１６ａ 平滑化されていないセラミックグリーンシート
１７ シート回収部（シート回収ロール）
１８ 金属製プレート
２０ 平滑化手段（カレンダーロール機）
２０ａ，２０ｂ ニップロール（金属ロール）
３０ 積層セラミックコンデンサの製造工程
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートの製造装置に関し、詳しくは、積層セラミック電子部品に用いるのに適したセラミックグリーンシートを効率よくかつ確実に製造するためのセラミックグリーンシートの製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、代表的な積層セラミック電子部品の一つである積層セラミックコンデンサは種々の用途に広く用いられているが、近年、電子部品の小型化が進むにつれて、小型・大容量化への要求がさらに増大してきている。
【０００３】
この積層セラミックコンデンサは、例えば、図２に示すような構造を有しており、複数の内部電極２ａ，２ｂが、誘電体層であるセラミック層１を介して、互いに対向し、かつ、内部電極２ａ，２ｂの一方の端部が、互いに異なる側の端面に引き出された構造を有するセラミック素子３の両端部に、内部電極２ａ，２ｂと導通する一対の外部電極４ａ，４ｂを配設することにより形成されている。
【０００４】
そして、このような積層セラミック電子部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートは、誘電体層であるセラミック層を形成するものであり、取得できる静電容量を大きくして製品の小型化を図るため、近年その薄膜化が進んでいる。
【０００５】
ところで、セラミックグリーンシートは、通常、セラミックスラリーをシート状に成形した後、これを乾燥させることにより製造されており、セラミックスラリーをシート状に成形する方法としては、ドクターブレード法やリバースロールコータ法などの種々の方法が用いられている。
【０００６】
例えば、図３は、従来のセラミックグリーンシートの製造方法の一例を示すものであり、ここでは、キャリアフィルム供給部（キャリアフィルム供給ローラ）５１から、キャリアフィルム５２を供給し、所定の位置で、セラミックスラリー塗布手段（シート成形手段）（この例ではドクターブレード法を用いている）５３により、セラミックスラリー５４をキャリアフィルム５２上に塗布した後、キャリアフィルム５２とともにセラミックスラリー５４を搬送し、乾燥手段５５により、セラミックスラリー５４を乾燥させてセラミックグリーンシート５６を形成した後、シート回収ローラ５７によって、表面にセラミックグリーンシート５６を保持するキャリアフィルム５２を巻き取ることにより、形成されたセラミックグリーンシート５６をキャリアフィルム５２に保持された状態で回収するようにしている。
【０００７】
ところで、図２に示すような積層セラミックコンデンサにおいて、内部電極２ａ，２ｂ間に介在するセラミック層１の厚み（素子厚）が３μm以下になると、それに用いられるセラミックグリーンシートとして、厚みの薄いセラミックグリーンシートを製造することが必要になる。しかし、上述のような従来の方法によって厚みの薄いセラミックグリーンシートを製造すると、セラミックグリーンシートの表面粗さが粗くなったり、セラミックグリーンシートにピンホール欠陥（ポア-ー）が発生したりするという問題点がある。
【０００８】
すなわち、従来のセラミックグリーンシートの製造方法では、厚みが３μm程度あるいはそれ以下になると、表面の平滑性が良好（例えば、表面粗さがＲａ≦１００nm程度）で、ピンホール欠陥の存在しないセラミックグリーンシートを安定的に製造することは、必ずしも容易ではないのが実情である。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、厚みの薄いセラミックグリーンシートを製造する場合にも、表面の平滑性が良好で、ピンホール欠陥などの少ないセラミックグリーンシートを安定して製造することが可能なセラミックグリーンシートの製造装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置は、
セラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布してシート状に成形するシート成形手段と、
前記シート成形手段によりシート状に成形されたセラミックスラリーを乾燥する乾燥手段と、
前記乾燥することによりキャリアフィルム上に形成された、内部電極の印刷されていないシートを加圧して、その表面を平滑化する平滑化手段と
を具備することを特徴としている。
【００１１】
本発明の積層セラミック電子部品の製造装置を用いた場合、シート成形手段により、セラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布してシート状に成形し、乾燥手段により、シート状に成形されたセラミックスラリーを乾燥した後、平滑化手段により、キャリアフィルム上の、内部電極の印刷されていないシートを加圧して平滑化することにより、厚みが薄い場合にも、表面の平滑性に優れたセラミックグリーンシートを確実にしかも効率よく製造することが可能になる。
すなわち、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置によれば、セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）を低減することが可能になるとともに、平滑化処理の際に、セラミックグリーンシートが加圧されて高密度になるため、ポアーの発生や、電極ペーストの溶剤成分がセラミックグリーンシートに染み込んでバインダーを溶解させるシートアタック現象を抑制することが可能になる。
【００１２】
また、セラミック粒子の分散性を高くすることにより、セラミックグリーンシートの表面の平滑性を向上させようとすると、セラミックスラリーの分散時に過剰なせん断力をセラミック粒子に与えることになる場合があるが、本発明の製造装置を用いることにより、セラミック粒子の分散性に依存せずに平滑性を向上させることが可能になるため、セラミック粒子が粉砕されてしまうことを抑制、防止して、セラミック粒子のロットごとの凝集性のばらつきによって、所望の特性を備えたセラミックグリーンシートが得られなくなるというような問題を回避することが可能になる。
【００１３】
また、請求項２のセラミックグリーンシートの製造装置は、前記平滑化手段として、カレンダーロール機が用いられていることを特徴としている。
【００１４】
カレンダーロール機は、少なくとも一対のロール（ニップロール）を備え、この一対の金属ロールによりセラミックグリーンシートをその両面側からニップして加圧することによりセラミックグリーンシートの表面を平滑にすることができるように構成された装置を意味する概念である。
なお、一対のロールとしては、例えば、鏡面研磨された硬質クロムめっき膜をその表面に備えた金属ロールなどを用いることが可能である。また、カレンダーロール機としては、セラミックグリーンシートを予熱するためのプレヒートロールなどを備えた構成のものを用いることも可能である。
このようなカレンダーロール機を平滑化手段として用いることにより、連続的に、効率よく、セラミックグリーンシートの表面を平滑化して表面粗さ（Ｒａ）を低減することが可能になるとともに、セラミックグリーンシートを緻密化することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００１５】
また、請求項３のセラミックグリーンシートの製造装置は、積層セラミック電子部品用のセラミックグリーンシートを製造するために用いられる装置であって、前記平滑化されたセラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離するための剥離手段を備えていることを特徴としている。
【００１６】
剥離手段を備えた請求項３のセラミックグリーンシートの製造装置を用いることにより、セラミックスラリーをキャリアフィルム上にシート状に成形し、平滑化することにより、セラミックグリーンシートの厚みが薄い場合にも、効率よく平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥のないセラミックグリーンシートを製造することが可能になるとともに、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離した状態で、例えば、積層などの処理を行って、効率よく所望の特性を備えた積層セラミック電子部品を製造することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。
【００１７】
また、請求項４のセラミックグリーンシートの製造装置は、厚みが３μｍ以下のセラミックグリーンシートの製造に用いられるものであることを特徴としている。
【００１８】
請求項４の発明によれば、厚みが３μm程度の薄いセラミックグリーンシートを製造する場合にも、破れたりすることなく平滑化処理を施すことが可能になり、表面の平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥がなく、しかも、高密度で、シートアタック現象を生じることのない信頼性の高いセラミックグリーンシートを効率よく製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
なお、この実施形態では、図２に示すような構造を有する積層セラミックコンデンサに用いられるセラミックグリーンシートを製造するのに用いられるセラミックグリーンシートの製造装置を例にとって説明する。なお、図２の積層セラミックコンデンサの構造については、従来の技術及び発明が解決しようとする課題の欄で説明を行っているので、ここでは重複を避けるため、その構造についての説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造装置を示す図である。
このセラミックグリーンシートの製造装置は、キャリアフィルム１２を供給するキャリアフィルム供給部（キャリアフィルム供給ローラ）１１と、セラミックスラリー１４をキャリアフィルム１２上に供給（塗布）してシート状に成形するシート成形手段（リバースロールコータ）１３と、シート状に成形されたセラミックスラリー１４を乾燥する乾燥手段（熱風循環乾燥機）１５と、乾燥されたシート（平滑化されていないセラミックグリーンシート）１６ａを加圧して、その表面を平滑化するための平滑化手段（一対のニップロール２０ａ，２０ｂを備えたカレンダーロール機）２０と、平滑化処理が施されたセラミックグリーンシート１６をキャリアフィルム１２とともに巻き取って回収するシート回収部（シート回収ローラ）１７とを備えている。
【００２１】
なお、積層セラミックコンデンサに用いられる、厚みが薄くて、表面の平滑性に優れたセラミックグリーンシートを製造するためには、乾燥後のセラミックグリーンシートを加圧して平滑化処理する工程が必要になるが、薄いセラミックグリーンシート単独では、加圧する際にセラミックグリーンシートが破れてしまうため、そのままでは平滑化処理を施すことができない。そこで、上述のように、本発明の製造装置では、キャリアフィルム１２上にセラミックスラリー１４を塗布・乾燥し、平滑化処理することにより、セラミックグリーンシート１６を作製するようにしている。なお、キャリアフィルム１２上に保持されたセラミックグリーンシート１６は、その後、キャリアフィルム１２から剥離されることになる。すなわち、この実施形態では、シート回収部１７に回収されたセラミックグリーンシート１６は、キャリアフィルム１２に保持された状態で積層セラミックコンデンサの製造工程３０に搬送され、表面に内部電極を形成した後、剥離手段（図示せず）により、キャリアフィルム１２から剥離して積層し、焼成する工程を経て積層セラミックコンデンサが製造されることになる。
【００２２】
また、シート成形手段１３としては、リバースロールコータが用いられているが、シート成形手段１３はこれに限られるものではなく、ドクターブレード法その他、公知の種々の方法を適用したシート成形手段を用いることが可能である。
【００２３】
また、乾燥手段１５としては、上記の熱風循環乾燥機が用いられているが、この熱風乾燥機は、電気ヒータから発生する熱で加熱された熱風により、キャリアフィルム１２上に塗布されたセラミックスラリー１４を乾燥させることができるように構成されているとともに、乾燥を促進させるため、キャリアフィルム１２のセラミックスラリー１４が塗布されていない側（下面側）に配置された金属製プレート１８を高温流体加熱することにより、キャリアフィルム１２上のセラミックスラリー１４を下面側から加熱することができるように構成されている。
【００２４】
なお、セラミックスラリー１４を乾燥するための乾燥手段としては、この実施形態のような熱風循環式乾燥機に限らず、赤外線源から放射される赤外線を用いる赤外線乾燥機や、金属製プレートを電磁誘導加熱して乾燥する電磁誘導加熱式乾燥機など、種々の方式の乾燥機を用いることが可能である。
【００２５】
なお、セラミックグリーンシート（セラミックスラリー）を乾燥する工程において重要なことは、セラミックグリーンシート中に溶剤が残留しないように十分に乾燥を行うことである。これは、溶剤が残留した状態で、セラミックグリーンシートを平滑化する処理（平滑化処理）を行うと、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たり、破れが生じたりすることによる。
なお、乾燥工程において、乾燥温度は、セラミックグリーンシート中の有機溶剤の沸点より高い温度に設定することが望ましい。例えば、ポリビニルプチラール系バインダー（ＰＶＢ）、フタル酸エステル系可塑剤（ＤＯＰ）、エタノール、トルエンの有機溶剤を含むセラミックスラリーを乾燥させるような場合、乾燥温度は、８０〜１５０℃に設定される。
【００２６】
また、セラミックグリーンシート１６ａを加圧して平滑化処理を施すために用いられる平滑化手段２０としては、表面に鏡面研磨された硬質クロムめっき膜を備えた一対の金属ロール（ニップロール）２０ａ，２０ｂからなるカレンダーロール機が使用されている。
【００２７】
なお、カレンダーロール機２０を構成する一対の金属ロール２０ａ，２０ｂには、電磁誘導加熱方式の加熱手段と温度制御手段が設けられている。また、金属ロール２０ａ，２０ｂの加熱には、電磁誘導加熱方式以外にも、高温流体加熱方式などの種々の方式のものを使用することができる。なお、カレンダーロール機２０としては、例えば、ニップロールが１つのシングルニップロールタイプのカレンダーロール機、複数のニップロールを備えた多段ニップロールタイプのカレンダーロール機など、種々のロール構成のものを用いることが可能である。
【００２８】
このようなカレンダーロール機２０による平滑化処理の工程で、セラミックグリーンシート１６ａが一対のニップロール２０ａ，２０ｂにより加圧されることにより、その表面が平滑化されるとともに、平滑化処理後のセラミックグリーンシート１６の密度が高くなり、ピンホール欠陥などの発生を減少させることが可能になる。
【００２９】
また、平滑化処理が施されるセラミックグリーンシート１６ａは、熱風循環式乾燥機１５により、十分に乾燥されているため、カレンダーロール機２０による平滑化処理の工程で、セラミックグリーンシート１６ａがキャリアフィルム１２から剥離することを防止して、確実な平滑化処理を施すことができる。
【００３０】
また、乾燥工程を経た後のセラミックグリーンシートが、そのまま連続してカレンダーロール機２０により平滑化処理されるため、特に予熱工程を必要とすることなく、セラミックグリーンシートに平滑化処理を施すことが可能になり、生産効率を向上させることが可能になる。
【００３１】
また、カレンダーロール機２０による平滑化処理を施すにあたっては、セラミックグリーンシート１６ａをニップする金属ロール２０ａ，２０ｂの表面温度及びロールの線圧の制御が重要であり、この条件の設定いかんによって、平滑化処理後のセラミックグリーンシート１６の表面の平滑性（Ｒａ）が決定されることになる。
この平滑化処理の条件としては、金属ロール２０ａ，２０ｂの表面温度が０〜１５０℃、線圧が５０kgf〜１０００kgf／cmの範囲で、セラミックグリーンシートの材料に合わせて適宜設定することが望ましい。
また、さらに好ましい範囲は、カレンダーロール機の表面温度が２０〜１００℃、線圧が１００kgf〜６００kgf／cmの範囲である。
【００３２】
また、キャリアフィルム１２上に保持されたセラミックグリーンシート１６を巻き取って回収するシート回収部（シート回収ローラ）１７は、平滑化処理されたセラミックグリーンシート１６をキャリアフィルム１２とともに巻き取って回収することができるように構成されている。このシート回収部１７の構成は、平滑化処理されたセラミックグリーンシート１６をキャリアフィルム１２とともに巻き取って回収することができるような構成を有するものであればよく、種々の構成のものを用いることが可能である。
【００３３】
なお、このシート回収部１７に回収されたセラミックグリーンシートは、その後、積層セラミックコンデンサの製造工程３０に送られ、必要に応じて、例えば、内部電極の印刷などの処理を施した後、特に図示しない剥離手段によりキャリアフィルムから剥離された後、積層、圧着などの工程に供されることになる。
【００３４】
【実施例】
次に、上記実施形態のセラミックグリーンシートの製造装置を用いてセラミックグリーンシートを製造する方法を示して、本発明の特徴をさらに詳しく説明する。
【００３５】
［セラミックスラリーの調製］
まず、セラミックの原料粉末として、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）粉末を用意し、このＢａＴｉＯ3粉末に、Ｄｙ＋Ｍｇ＋Ｍｎ及びＳｉを、酸化物粉末の形態で添加することにより、チタン酸バリウム系セラミック原料粉末を調製する。
次に、チタン酸バリウム系のセラミック原料粉末に、ポリビニルプチラール系バインダー（ＰＶＢ）、フタル酸エステル系可塑剤（ＤＯＰ）、エタノール、トルエンの有機溶剤を加え、ボールミル法により、セラミック粉末の粉砕が発生しないように湿式分散してセラミックグリーンシート用のセラミックスラリーを調製する。
【００３６】
［塗布工程］
そして、このセラミックスラリーを、キャリアフィルム上にリバースロールコータ法によって成膜する（シート幅１５０mm）。なお、塗布厚さは、乾燥後のセラミックグリーンシートの厚さが、約３μmになるような厚さとする。
この時、セラミックスラリー（セラミックグリーンシート）の塗工速度は５m／min、ロールの回転数は１００rpmとする。
【００３７】
［乾燥工程］
塗布したスラリーは、電気ヒータから発生する熱風を用いる熱風循環乾燥機により乾燥する。なお、この乾燥工程においては、熱風循環乾燥機の熱風と、キャリアフィルムの下面側に配設された、高温流体加熱方式で加熱される金属製プレートの熱により、セラミックスラリーの乾燥が効率よく行われる。
このとき、熱風循環乾燥機の設定温度を１００℃、金属製プレートの表面温度を８０℃とする。この乾燥工程では溶剤がセラミックグリーンシート中に残留しないように十分に完全に乾燥する。この乾燥工程により、厚みが約３μmの乾燥したセラミックグリーンシートが得られることになる。
【００３８】
［カレンダー処理工程］
乾燥直後のセラミックグリーンシート（表面温度＝６５〜７５℃）を、上述したように、鏡面研磨された硬質クロムめっき膜が表面に形成された一対の金属ロールを備えたカレンダーロール機を用い、電磁誘導加熱により、金属ロールの表面を７０℃に加熱し、金属ロール間の線圧を５００kgf／cmに設定して、セラミックグリーンシートをシングルニップ（一段プレス）処理する。
【００３９】
また比較例として、この工程で平滑化処理を行わないセラミックグリーンシート（比較例のセラミックグリーンシート）を、上記実施例の場合と同様の条件で作製した。
【００４０】
［セラミックグリーンシートの物性の評価］
（１）セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）
セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）は、原子間力顕微鏡を使用して、５μm平方の領域の測定値（nm）によって判断した。
（２）セラミックグリーンシートの密度
セラミックグリーンシートの密度（g／cm3）は、平面面積が５０cm2のセラミックグリーンシートの重量を測定し、その体積（セラミックグリーンシートの面積×厚み）で除して算出した。なお、このとき、セラミックグリーンシートの重量の測定には電子天秤を用い、厚みの測定には精密マイクロメーターを用いた。
【００４１】
表１に、比較例の平滑化処理を施していないセラミックグリーンシートの物性を示す。
【００４２】
【表１】
なお、表１には、平均粒径が２１０nm（比較例１）、１５３nm（比較例２）、及び９８nm（比較例３）のチタン酸バリウム粉末を用いたセラミックスラリーを調製し、これを成形することにより作製したセラミックグリーンシート（比較例１，２及び３）の表面粗さ（Ｒａ）、厚み（シート厚み）、及び密度（シート密度）を示す。
表１に示すように、セラミックグリーンシートを平滑化処理しない場合、各セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）は、比較例１で２３７nm、比較例２で１６５nm、比較例３で１３１nmであった。
また、セラミックグリーンシートの厚みは、比較例１で３．０３、比較例２で３．０８、比較例３で３．０２であった。
また、セラミックグリーンシートの密度はいずれも３．００g／cm3以下であった。
【００４４】
また、表２には、平均粒径が２１０nm（実施例１）、１５３nm（実施例２）、及び９８nm（実施例３）のチタン酸バリウム粉末を用いたセラミックスラリーを調製し、本発明の実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造装置を使用し、カレンダーロール機で平滑化処理を施すことにより作製したセラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）、厚み、及び密度を示す。
【００４５】
【表２】
表２に示すように、平滑化処理を施した実施例１，２及び３セラミックグリーンシートの表面粗さ（Ｒａ）はいずれも１００nm以下で、上述の平滑化処理を施していない比較例１，２及び３の場合に比べて、１／３から１／５程度に低減していることが確認された。
また、セラミックグリーンシートの厚みは、上述の比較例１，２及び３の場合に比べて、約１０％薄くなっており、それに伴って、シート密度が約１０％向上していることが確認された。
【００４７】
上述のように、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置によれば、積層セラミックコンデンサなどに使用するのに適した、表面の平滑性に優れ、シート密度の高いセラミックグリーンシートを確実に製造することが可能になる。また、キャリアフィルムに保持した状態でセラミックグリーンシートの平滑化処理を施すようにしているので、厚みの薄いセラミックグリーンシート（例えば厚み：３μm程度）を製造する場合にも、破れたりすることなく平滑化処理を施すことが可能になり、表面の平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥がなく、しかも、高密度で、シートアタック現象を生じることのない信頼性の高いセラミックグリーンシートを効率よく製造することが可能になる。
そして、このように、平滑牲に優れたセラミックグリーンシートを用いて積層セラミックコンデンサを製造した場合、セラミック層に内部欠陥がなく、セラミック層と内部電極の界面の平滑性に優れており、所望の特性を備え、信頼性が高く、しかも耐久性に優れた積層セラミックコンデンサを得ることが可能になる。
また、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置を使用した場合、セラミックスラリーの分散時に、過剰なせん断力をセラミック粒子に与える必要がなくなるため、セラミック粒子の粉砕や、セラミック粒子の各ロットでの凝集性のばらつきの発生などを防止して、所望の電気特性を備えた積層セラミックコンデンサを確実に得ることが可能になる。
【００４８】
なお、このような効果は、積層セラミックコンデンサを構成するセラミック層の厚みが３μm以下の場合に特に顕著であり、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置により製造したセラミックグリーンシートを用いることにより、所望の電気特性を備え、かつ、信頼性に優れた、薄膜多層、小型大容量の積層セラミックコンデンサを得ることができるようになる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、積層セラミックコンデンサ用のセラミックグリーンシートを製造する場合を例にとって説明したが、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置は、積層セラミックバリスタ、積層セラミック圧電部品、積層基板その他、種々の積層セラミック電子部品に用いられるセラミックグリーンシートを製造する場合に広く適用することが可能である。
【００５０】
なお、上記実施形態では、セラミックグリーンシートを構成するセラミック原料粉末として、チタン酸バリウム系セラミック粉末を用いた場合について説明したが、セラミックグリーンシートを構成するセラミック原料粉末としては、チタン酸バリウム系のものに限らず、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムなどを主成分とする種々のセラミック粉末を用いることが可能であり、その場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００５１】
また、上記実施例では、セラミックグリーンシート用スラリーとして、有機系スラリーを用いた場合を例にとって説明したが、水系スラリーを用いた場合にも同様の効果を得ることが可能である。
【００５２】
また、バインダー種、可塑剤についても、上記実施例で示したポリビニルプチラール系樹脂（ＰＶＢ）、フタル酸エステル系可塑剤（ＤＯＰ）などに限定されるものではなく、目的とするセラミックグリーンシートに応じて、適宜その種類及び量を選択して用いることが可能である。
【００５３】
本発明は、さらにその他の点においても、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５４】
【発明の効果】
上述のように、本発明（請求項１）のセラミックグリーンシートの製造装置は、シート成形手段により、セラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布してシート状に成形し、乾燥手段により、シート状に成形されたセラミックスラリーを乾燥した後、平滑化手段により、乾燥することによりキャリアフィルム上に形成された、内部電極の印刷されていないシートを加圧して平滑化するようにしているので、厚みの薄いセラミックグリーンシート（例えば厚み：３μm程度）を製造する場合にも、表面の平滑性に優れ、所望の特性を得ることが可能な信頼性の高いセラミックグリーンシートを製造することが可能になる。
また、セラミックグリーンシートの密度を高くすることができることから、積層セラミック電子部品を構成するセラミック層中にポアーが発生することを抑制するとともに、電極ペーストの溶剤成分がセラミックグリーンシートに染み込んでバインダーが溶解されるシートアタック現象を抑制することが可能になる。
また、本発明のセラミックグリーンシートの製造装置を使用した場合、セラミックスラリーの分散時に、過剰なせん断力をセラミック粒子に与える必要がなくなるため、セラミック粒子の粉砕や、セラミック粒子の各ロットでの凝集性のばらつきの発生などを防止して、所望の電気特性を備えた積層セラミック電子部品を確実に得ることが可能になる。
【００５５】
また、請求項２のセラミックグリーンシートの製造装置のように、平滑化手段として、カレンダーロール機を用いることにより、連続的に、効率よく、セラミックグリーンシートの表面を平滑化して表面粗さ（Ｒａ）を低減するとともに、セラミックグリーンシートを緻密化することが可能になり、本発明を実効あらしめることができる。
【００５６】
また、請求項３のセラミックグリーンシートの製造装置のように、剥離手段を備えた構成とすることにより、セラミックスラリーをキャリアフィルム上にシート状に成形し、平滑化することにより効率よくセラミックグリーンシートを製造した後、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離して、積層セラミック電子部品の製造に供給することが可能になり、積層などの処理を行って、効率よく積層セラミック電子部品を製造することが可能になる。
【００５７】
また、請求項４のセラミックグリーンシートの製造装置によれば、厚み：３μm程度の薄いセラミックグリーンシートを製造する場合にも、破れたりすることなく平滑化処理を施すことが可能になり、表面の平滑性に優れ、ポアーなどの内部欠陥がなく、しかも、高密度で、シートアタック現象を生じることのない信頼性の高いセラミックグリーンシートを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】 本発明の一実施形態にかかるセラミックグリーンシートの製造方法により製造されるセラミックグリーンシートが用いられる積層セラミック電子部品の１つである積層セラミックコンデンサの構造を示す断面図である。
【図３】 従来のセラミックグリーンシートの製造装置（製造方法）を示す図である。
【符号の説明】
１ セラミック層
２ａ，２ｂ 内部電極
３ セラミック素子
４ａ，４ｂ 外部電極
１１ キャリアフィルム供給部（キャリアフィルム供給ロール）
１２ キャリアフィルム
１３ シート成形手段（リバースロールコータ）
１４ セラミックスラリー
１５ 乾燥手段（熱風循環乾燥機）
１６ セラミックグリーンシート
１６ａ 平滑化されていないセラミックグリーンシート
１７ シート回収部（シート回収ロール）
１８ 金属製プレート
２０ 平滑化手段（カレンダーロール機）
２０ａ，２０ｂ ニップロール（金属ロール）
３０ 積層セラミックコンデンサの製造工程
Claims (4)
- セラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布してシート状に成形するシート成形手段と、
前記シート成形手段によりシート状に成形されたセラミックスラリーを乾燥する乾燥手段と、
前記乾燥することによりキャリアフィルム上に形成された、内部電極の印刷されていないシートを加圧して、その表面を平滑化する平滑化手段と
を具備することを特徴とするセラミックグリーンシートの製造装置。 - 前記平滑化手段として、カレンダーロール機が用いられていることを特徴とする請求項１記載のセラミックグリーンシートの製造装置。
- 積層セラミック電子部品用のセラミックグリーンシートを製造するために用いられる装置であって、前記平滑化されたセラミックグリーンシートをキャリアフィルムから剥離するための剥離手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のセラミックグリーンシートの製造装置。
- 厚みが３μｍ以下のセラミックグリーンシートの製造に用いられるもの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セラミックグリーンシートの製造装置。
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1999
- 1999-10-18 JP JP29532599A patent/JP4631110B2/ja not_active Expired - Lifetime
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