JPH09129504A - 積層型電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体層の厚みムラを解消して高品質の部品を
得ることができる積層型電子部品の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 レーザ加工によって多数の凹部１１ａ群
から成る矩形状輪郭の印刷部１１をグラビアロール１の
表面に刻設することによって、印刷部１１における凹部
間距離ｔを凹部間の凸部分を残した状態でかなり小さく
できることから、グラビア印刷時には各凹部１１ａ内に
充填された導体ペースト３を隙間が殆どないような状態
でセラミックグリーンシート７に転移させることが可能
であり、これにより転移ペースト３のレベリングが容易
化されて、表面が平坦で厚みムラがない導体層８が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導体層形成工程に
グラビア印刷法を利用した積層型電子部品の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】積層コンデンサ，積層インダクタ，厚膜
多層基板等の積層型電子部品は、部品によって工程内容
を若干異にするものの、基本的には、 ・セラミックグリーンシートを形成する工程 ・セラミックグリーンシートの表面に部品対応の導体層
を形成する工程 ・セラミックグリーンシートを所定枚数積み重ねて圧着
して積層物を得る工程 ・積層物を部品個々に対応する寸法に切断する工程 ・切断チップを焼成する工程 ・焼成チップに外部電極を形成する工程 を順に経て製造されている。

【０００３】ところで、上記の導体層形成工程には一般
にスクリーン印刷法が用いられているが、生産性向上の
観点から、最近で同工程にグラビア印刷法を用いる試み
が成されている。

【０００４】以下に、導体層形成工程にグラビア印刷法
を利用した積層型電子部品の製造方法を積層コンデンサ
を例に挙げて説明する。

【０００５】まず、ＰＥＴ等から成るキャリアフィルム
の表面に、ドクターブレードやリバースロールコータ等
を用いた塗工法によってセラミックスラリーを均一な厚
さで塗布し、これを乾燥させて、キャリアフィルム上に
セラミックグリーンシートを形成する。

【０００６】次に、このセラミックグリーンシートの表
面に、グラビア印刷法によって内部電極となる導体層を
形成し、これを乾燥させる。

【０００７】次に、セラミックグリーンシートが形成さ
れたキャリアフィルムを台盤上に搬送し、適当な切断治
具を用いてセラミックグリーンシートのみを所定の大き
さに切断する。

【０００８】次に、切断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し、これの積み重ねを行
う。上記の手順は、切断されたキャリアフィルムが所定
枚数積み重ねられるまで繰り返され、積み重ね後はこれ
を圧着して積層物を得る。

【０００９】次に、積層物を部品個々に対応する寸法に
切断してこれを焼成し、焼成チップの両端部に導体ペー
ストを塗布し焼き付けて外部電極を形成し、必要に応じ
て外部電極の表面に半田メッキ層等を形成する。

【００１０】図１は上記の導体層形成に用いられるグラ
ビア印刷機を示すもので、図中、１はグラビアロール、
２はペースト槽、３は導体ペースト、４はブレード、５
はバックロール、６はキャリアフィルム、７はセラミッ
クグリーンシート、８は導体層である。

【００１１】グラビアロール１は円柱形を成し、図２に
示すようにその表面に、複数の矩形状印刷部９を所定配
列で有している。各印刷部９は、図３に示すように複数
の直線溝９ａを格子状に配列して構成されており、該印
刷部９を構成する複数の直線溝９ａはケミカルエッチン
グ法、具体的には、図４（ａ）に示すように直線溝配列
に対応した孔Ｍａを有するマスクＭをロール表面に配置
し、同図（ｂ）に示すように該孔Ｍａに対応する部分を
腐蝕させて溝を形成し、同図（ｃ）に示すように溝形成
後にマスクＭを除去することでグラビアロール１の表面
に刻設されている。

【００１２】グラビアロール１の表面にはペースト槽２
から導体ペースト３が供給され、余分な導体ペースト３
はブレード４で掻き落とされる。これにより印刷部９を
構成する各直線溝９ａ内に導体ペースト３が充填される
（図５（ａ）参照）。

【００１３】セラミックグリーンシート７はキャリアフ
ィルム６との付着状態を維持したまま、セラミックグリ
ーンシート７の表面がグラビアロール１の表面と接触す
るように両ロール間をその回転に従って通過する（図５
（ｂ）参照）。

【００１４】印刷部９を構成する各直線溝９ａ内に充填
された導体ペースト３は、フィルム付きのセラミックグ
リーンシート７が両ロール間を通過する過程で、ロール
表面と接触するセラミックグリーンシート７に転移する
（図５（ｃ）参照）。図面では充填ペーストの全てがシ
ート側に転移されたものを例示してあるが、実際のもの
では充填ペーストの一部のみがシート側に転移される。

【００１５】転移後の導体ペースト３は時間経過ととも
にレベリングされ、これにより印刷部９にほぼ合致した
形状の導体層８が、セラミックグリーンシート７の表面
に形成される（図５（ｄ）参照）。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、グラビア印
刷法によりセラミックグリーンシート７上に形成される
導体層８の表面を平坦、またはこれに近づけるために
は、印刷部９を構成する直線溝９ａの溝間距離ｔ（図５
（ｃ）参照）を極力小さくして転移ペーストのレベリン
グの容易化を図る必要がある。

【００１７】しかしながら、従来のものではグラビアロ
ール１への印刷部９の刻設にケミカルエッチング法を用
いているため、直線溝９ａの溝間距離ｔを小さくするこ
とに加工法上の限界があり、４００メッシュ／インチ以
上のパターンを形成することができず、この結果、図６
に示すようにレベリング後の導体層８の表面に転移ペー
ストに準じた凹凸や縞模様、つまり厚みムラが残留し易
い。

【００１８】ケミカルエッチング法によって直線溝９ａ
の溝間距離ｔを小さくするには、これに対応したマスク
Ｍを用意する必要があることは勿論であるが、マスクＭ
の孔間距離を小さくしすぎると図７（ａ）に示すように
溝９ａ間の凸部分が腐蝕によって削られてしまい、印刷
過程でセラミックグリーンシート７が溝内側にまで入り
込んで充填ペーストが外部に流出し所期の印刷が行えな
くなる。

【００１９】また、ケミカルエッチング法の場合では各
溝９ａ毎の腐蝕速度にバラツキが生じ易いため、印刷部
９を構成する各溝９ａの深さｄと溝間距離ｔを均一にす
ることも難しく、このことも厚みムラを生じさせる原因
となっている。

【００２０】さらに、腐蝕自体が深さ方向と横方向に同
時進行することから図８に示すように直線溝９ａの横断
面形状が蛸壺状となり易く、この形状のため溝９ａ内に
充填された導体ペーストの抜けが不安定となってペース
ト転移不良や転移量のバラツキを生じて厚みムラを招来
してしまう。

【００２１】導体層８に生じる厚みムラは、シート圧着
時にシートクラックや応力集中を誘発する原因となる
他、焼成時に亀裂や分断を誘発したり、焼成チップ内に
内部応力を残留させる原因となる。この問題は積層コン
デンサに限らず、積層インダクタや厚膜多層基板等の他
の積層型電子部品を同様の方法で製造する場合にも生じ
得る。

【００２２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、導体層の厚みムラを解消して高品質の部品を得るこ
とができる積層型電子部品の製造方法を提供することを
その目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、部品対応の導体層をグラビア印刷法によ
ってセラミックグリーンシートの表面に形成するように
した積層型電子部品の製造方法において、レーザ加工に
よって多数の凹部群から成る所定輪郭の印刷部をグラビ
アロールの表面に刻設し、印刷部を構成する各凹部内に
充填された導体ペーストをロール表面に接触するセラミ
ックグリーンシートに転移させることによってシート表
面に部品対応の導体層を形成する、ことをその主たる特
徴としている。

【００２４】本発明にかかる積層型電子部品の製造方法
によれば、印刷部における凹部間距離を凹部間の凸部分
を残した状態でかなり小さくできることから、グラビア
印刷時には各凹部内に充填された導体ペーストを隙間が
殆どないような状態でセラミックグリーンシートに転移
させることが可能であり、これにより転移ペーストのレ
ベリングが容易化されて、表面が平坦で厚みムラがない
導体層が得られる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。尚、本発明は積層コンデンサ，積層イ
ンダクタ，厚膜多層基板等の各種の積層型電子部品に適
用可能であるが、ここでは従来例と同様に本発明を積層
コンデンサに適用した例について説明する。また、積層
コンデンサの製造方法は導体層形成工程を除き従来のも
のと同じであるため、説明の重複を避けここでは改良点
のみを主に説明する。

【００２６】図９（ａ）には積層コンデンサ用の印刷部
の正面図を、図９（ｂ）には印刷部を構成する凹部の拡
大断面図をそれぞれ示してある。印刷部１１は、円形の
開口形状を有する多数の凹部１１ａを、矩形状輪郭とな
るように図中の左右方向と上下方向にそれぞれ同一ピッ
チで配列して構成されている。印刷部１１を構成する各
凹部１１ａは断面形状がすり鉢状を成しており、開口径
Ｗは勿論のこと、深さｄと凹部間距離ｔを全て一致して
いる。また、各凹部１１ａにおける開口縁接線ｓとグラ
ビアロール１の表面との成す角度θは４５度以下に設定
されている。

【００２７】上記の各凹部１１ａは、図１０に示すよう
に、ＹＡＧ等のレーザ光ＬをレンズＲによって集光して
グラビアロール１の表面に照射することにより形成され
ている。グラビアロール１は一般に鉄等の金属から、ま
たはこの表面に溶射等によってセラミック層を設けて形
成されているため、凹部１１ａの開口径ｗ及び深さｄは
レーザ光Ｌのスポット径，照射エネルギー及び照射時間
によって適宜コントロール可能であり、グラビアロール
１を上記２軸方向に変化させながらレーザ光照射を断続
的に行えば図９（ａ）に示した印刷部１１をグラビアロ
ール１の表面に的確に刻設することができる。レーザ光
Ｌのスポット径は光学系によって１μｍ以下のレベルま
で絞ることが可能であるため、従来のケミカルエッチン
グ法では不可能とされていた７００〜８００メッシュ／
インチといったファインメッシュの印刷部１１を実現で
きる。尚、レーザ光照射時には溶融物のかえりによる盛
り上がりｋが凹部１１ａの開口縁に形成されるため、加
工後はこれをバレル研磨によって取り除く。

【００２８】つまり、印刷部１１における凹部間距離ｔ
を凹部間の凸部分を残した状態でかなり小さくできるこ
とから、グラビア印刷時には図１０に示すように各凹部
１１ａ内に充填された導体ペースト３を隙間が殆どない
ような状態でセラミックグリーンシート７に転移させる
ことが可能であり、これにより転移ペースト３のレベリ
ングが容易化されて、図１２に示すような表面が平坦で
厚みムラがない導体層８が得られる。

【００２９】また、各凹部１１ａの形状（開口径ｗと深
さｄ）と凹部間距離ｔが均一なものを印刷部１１として
得ることができるため、これらにバラツキを生じること
を原因とした厚みムラも確実に防止して導体層８の表面
をより平坦なものとすることができる。

【００３０】さらに、各凹部１１ａにおける開口縁接線
ｓとグラビアロール１の表面との成す角度θを４５度以
下に設定しているので、各凹部１１ａ内に充填された導
体ペースト３のうち約５０％以上を安定してセラミック
グリーンシート７側に転移させることができ、ペースト
転移不良や転移量のバラツキを解消してこれらを原因と
した厚みムラをも防止できる。しかも、ペースト転移量
を管理し易いことから導体層８の厚み可変が容易とな
り、厚みの極めて薄い導体層８も容易且つ確実に形成で
きる。

【００３１】ちなみに、本発明による５００メッシュと
７００メッシュの印刷部を有するグラビアロールと、ケ
ミカルエッチング法による３６０メッシュの印刷部を有
する従来のグラビアロールをそれぞれ用意し、Ａｇ，Ａ
ｇ−Ｐｄ合金，Ｃｕ，Ｎｉの各粉末をアクリル樹脂に分
散させた４種類の導体ペーストを用いてグラビア印刷法
によって導体層を形成し、各導体層の印刷状態を目視に
て検査し、また表面荒さを東京精密（株）製のサーフコ
ム１２０Ａで検査したところ、従来のグラビアロールに
よる導体層はＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ合金，Ｃｕ，Ｎｉの全て
の印刷状態が悪く、表面荒さ（μｍＲａ）は同順で０．
９６，０．８７，０．７７，１．０２であった。一方、
本発明の５００メッシュのグラビアロールによる導体層
はＡｇ，Ａｇ−Ｐｄ合金，Ｃｕ，Ｎｉの全ての印刷状態
が良好で、表面荒さ（μｍＲａ）は同順で０．３２，
０．３８，０．２９，０．３９であり、また、７００メ
ッシュのグラビアロールによる導体層はＡｇ，Ａｇ−Ｐ
ｄ合金，Ｃｕ，Ｎｉの全ての印刷状態が良好で、表面荒
さ（μｍＲａ）は同順で０．２５，０．３１，０．２
６，０．２６であり、本発明によるものが従来のものに
比べて格段優れていることが確認できた。

【００３２】図１３には印刷部の他のパターンを示して
ある。同図（ａ）の印刷部１２は、円形の開口形状を有
する多数の凹部１２ａを、矩形状輪郭となるように図中
の左右方向と上下方向に同一ピッチで、且つ一縦列おき
の凹部１２ａが両側の４つの凹部１２ａの中心に位置す
るように配列して構成されている。各凹部１２ａは断面
形状がすり鉢状を成しており、開口径は勿論のこと、深
さと凹部間距離を全て一致している。また、各凹部１２
ａにおける開口縁接線とロール表面との成す角度は４５
度以下に設定されている。

【００３３】同図（ｂ）の印刷部１３は、矩形の開口形
状を有する多数の凹部１３ａを、矩形状輪郭となるよう
に図中の左右方向と上下方向に同一ピッチで配列して構
成されている。各凹部１３ａは断面形状がすり鉢状を成
しており、開口径は勿論のこと、深さと凹部間距離を全
て一致している。また、各凹部１２ａにおける開口縁接
線とロール表面との成す角度は４５度以下に設定されて
いる。

【００３４】同図（ｃ）の印刷部１４は、所定幅を有す
る直線状の凹部１４ａを、矩形状輪郭となるように図中
の左下がり方向に４５度傾斜させて配列して構成されて
いる。各凹部１４ａは横断面形状がすり鉢状を成してお
り、開口幅は勿論のこと、深さと凹部間距離を全て一致
している。また、各凹部１４ａにおける開口縁接線とロ
ール表面との成す角度は４５度以下に設定されている。

【００３５】同図（ｄ）の印刷部１５は、所定幅を有す
る直線状の凹部１５ａを、矩形状輪郭となるように図中
の左下がり方向と右下がり方向のそれぞれに４５度傾斜
させて互いが直交するように配列して構成されている。
各凹部１５ａは横断面形状がすり鉢状を成しており、開
口幅は勿論のこと、深さと凹部間距離を全て一致してい
る。また、各凹部１５ａにおける開口縁接線とロール表
面との成す角度は４５度以下に設定されている。

【００３６】印刷部には上記以外のパターンも採用可能
であり、凹部形成がレーザ加工によって行われるため複
雑なパターンであってもその刻設は所期寸法通り正確に
行える。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に
よれば、印刷部における凹部間距離を凹部間の凸部分を
残した状態でかなり小さくできることから、グラビア印
刷時には各凹部内に充填された導体ペーストを隙間が殆
どないような状態でセラミックグリーンシートに転移さ
せることが可能であり、これにより転移ペーストのレベ
リングが容易化されて、表面が平坦で厚みムラがない導
体層が得られる。これにより、導体層の厚みムラを原因
として生じていたシート圧着時におけるシートクラッ
ク，応力集中や、焼成時における導体層の亀裂，分断
や、内部応力残留の問題を排除して、高品質で信頼性の
高い部品を得ることができる。

【００３８】請求項２の発明によれば、各凹部の深さと
凹部間距離が均一なものを印刷部として得ることができ
るため、これらにバラツキを生じることを原因とした厚
みムラも確実に防止して導体層の表面をより平坦なもの
とすることができる。他の効果は請求項１の発明と同様
である。

【００３９】請求項３の発明によれば、各凹部内に充填
された導体ペーストを安定してセラミックグリーンシー
ト側に転移させることができ、ペースト転移不良や転移
量のバラツキを解消してこれらを原因とした厚みムラを
も防止できる。しかも、ペースト転移量を管理し易いこ
とから導体層の厚み可変が容易となり、厚みの極めて薄
い導体層も容易且つ確実に形成できる。他の効果は請求
項１，２の発明と同様である。

【図面の簡単な説明】

【図１】グラビア印刷機の構成図

【図２】グラビアロールの斜視図

【図３】従来の印刷部の正面図とそのｂ−ｂ線断面図

【図４】ケミカルエッチング法による印刷部の刻設手順
を示す図

【図５】グラビア印刷法による導体層の形成手順を示す
図

【図６】従来の問題点の説明図

【図７】従来の問題点の説明図

【図８】従来の問題点の説明図

【図９】本発明に係る印刷部の正面図と凹部の断面図

【図１０】本発明に係る印刷部の刻設方法を示す図

【図１１】本発明に係るペースト転移状態を示す図

【図１２】本発明に係る導体層の断面図

【図１３】印刷部の他のパターンを示す図

【符号の説明】

１…グラビアロール、３…導体ペースト、７…セラミッ
クグリーンシート、８…導体層、１１，１２，１３，１
４，１５…印刷部、１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，
１５ａ…凹部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品対応の導体層をグラビア印刷法によ
   ってセラミックグリーンシートの表面に形成するように
   した積層型電子部品の製造方法において、 レーザ加工によって多数の凹部群から成る所定輪郭の印
   刷部をグラビアロールの表面に刻設し、印刷部を構成す
   る各凹部内に充填された導体ペーストをロール表面に接
   触するセラミックグリーンシートに転移させることによ
   ってシート表面に部品対応の導体層を形成する、 ことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
2. 【請求項２】 印刷部を構成する各凹部の深さと凹部間
   距離を一致させた、 ことを特徴とする請求項１記載の積層型電子部品の製造
   方法。
3. 【請求項３】 印刷部を構成する各凹部における開口縁
   接線とロール表面との成す角度を４５度以下とした、 ことを特徴とする請求項１または２記載の積層型電子部
   品の製造方法。