(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアフィルム上にセラミックスラリを塗布してセラミックグリーンシートを形成する工程と、該セラミックグリーンシートの主面上に、有効サイズが１５０×１５０ｍｍ２以上の印刷スクリーンを用いて導体ペーストをスクリーン印刷して、端部に傾斜面を有する導体パターンを所定間隔をおいて複数形成する工程と、該導体パターン間に、前記導体パターンと１０〜１５０μｍの間隔で離間して、粘度がチクソトロピック性を有するとともに、せん断速度０．０１ｓ−１における粘度をη１、せん断速度が１００ｓ−１における粘度をη２としたとき、η２／η１＝１０〜１５であるセラミックペーストをスクリーン印刷し、端部に傾斜面を有するセラミックパターンを形成する工程と、前記導体パターンおよび前記セラミックパターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層する工程とを備えることを特徴とするセラミック積層体の製法。
【請求項２】
導体パターン端部の傾斜面とセラミックパターン端部の傾斜面との角度θ1が１２０°〜１７９°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のセラミック積層体の製法。
【請求項３】
セラミックパターン端部の傾斜面の角度θ２が０．５°〜４０°の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック積層体の製法。
【請求項４】
セラミックペースト中に含まれる粘結剤およびセラミックグリーンシート中に含まれる粘結剤のＳＰ値の差が２以下であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか記載のセラミック積層体の製法。
【請求項５】
導体パターンの厚みが３μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか記載のセラミック積層体の製法。
【請求項６】
前記導体パターンと、前記セラミックパターンの厚みが実質的に同一であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか記載のセラミック積層体の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック積層体の製法に関し、特に、配線基板や積層セラミックコンデンサのようにセラミックグリーンシートおよび導体パターンが薄層多層化されたセラミック積層体の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、セラミック積層体中に導体パターンが形成された配線基板や積層セラミックコンデンサは、小型薄型化および高寸法精度が求められており、例えば、積層セラミックコンデンサでは小型高容量化が求められ、このためセラミックグリーンシートや導体パターンの薄層化および多層化が進められている。
【０００３】
このようなセラミック積層体では、セラミックグリーンシートの薄層化および多層化に伴い、セラミックグリーンシート上に形成された導体パターンの厚みが大きく影響するようになり、導体パターンが形成されている部分と形成されていない部分との間で導体パターンの厚みによる段差が累積し、導体パターンの無い周囲のセラミックグリーンシート同士の密着が弱くなり、デラミネーションやクラックが発生しやすくなる。このためセラミックグリーンシート上の段差を無くす工夫が図られている。
【０００４】
このようなセラミック積層体の製法として、例えば、特開２０００−３１１８３１号公報に開示されるようなものが知られている。この公報に開示されたセラミック積層体の製法では、図４に示すように、セラミックグリーンシート８１の主面に導体パターン８３を形成する工程において、導体パターン８３の端部８５は、セラミックグリーンシート８１の主面に対して鋭角をもつ傾斜面８７を与えるように形成されるとともに、この導体パターン８３の周辺にセラミックペーストを付与する工程において、セラミックペーストは、導体パターン８３の傾斜面８７に重なるように付与されることを特徴としている。
【０００５】
上記の製法によれば、導体パターン８３の端部８５には傾斜面８７が形成されていることから、この傾斜面８７に重なるようにセラミックペーストが付与されても、その後において、導体パターン８３間へと迅速に移動し円滑にレベリングされ、導体パターン８３の厚みによる段差を実質的に無くすことができ、導体パターン８３の厚みの影響を受けない状態で、セラミックグリーンシート８１を積層することができる、と記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年の電子部品の低コスト化に対して、セラミック積層体を母体積層体から多数個取りして製造するために、セラミックグリーンシート８１や印刷用スクリーンはワークサイズの大面積化が行われ、例えば、１個の面積がおおよそ１×２ｍｍ2以下の導体パターンを約０．５ｍｍ以下の間隔で配列させ、有効サイズを１５０×１５０ｍｍ2以上とした印刷スクリーンが用いられるようになってきている。
【０００７】
このように有効サイズの大きい印刷スクリーンを用いてセラミックペーストを印刷する場合、この印刷スクリーンの周辺領域における印圧による伸び率が中央部に比較して大きいことから、セラミックグリーンシート８１上に予め形成された導体パターン８３のうち、特に、周辺領域に形成された導体パターン８３間に形成されるセラミックパターン８９の位置ずれが大きくなるという問題があった。
【０００８】
即ち、印刷スクリーンは、矩形状の枠体にスクリーンの外周が固定された構造を有しており、ブレードを、スクリーンの一方の端から他方の端までスクリーン側に押圧した状態で移動させることにより印刷することができるが、ブレードのスクリーン側への押圧、並びに移動により、スクリーンの伸びが中央部に比較して周辺部が大きくなり、周辺部におけるセラミックパターン８９の印刷位置ずれが大きくなる。
【０００９】
上記した特開２０００−３１１８３１号公報に開示されるセラミック積層体の製法では、セラミックペーストが導体パターン８３の傾斜面８７に重なるように塗布され、導体パターン８３の端部８５に乗り上げたセラミックペーストが、導体パターン８３間へと移動しレベリングされると記載されているものの、上記したように、印刷スクリーンの周辺領域を用いて印刷されるセラミックペーストは位置ずれが大きく、例え、印刷前に、導体ペーストの端部８５にセラミックペーストが重なるように印刷スクリーンの位置を制御したとしても、印刷スクリーンの周辺領域では、導体ペーストの端部の傾斜面に重なるように付与することができなくなり、導体パターン８３の端部８５への乗り上げが大きくなるという問題があった。
【００１０】
これにより、導体パターン８３の端部８５近傍の平坦部９１において、セラミックパターン８９による盛り上がりが形成され、印刷スクリーンの周辺部を用いて印刷された部分では、局部的な厚み増加が発生し、セラミック積層体にデラミネーションやクラックが発生しやすいという問題があった。
【００１１】
即ち、特開２０００−３１１８３１号公報では、導体ペーストの傾斜面８７にセラミックペーストを塗布するため、印刷スクリーンの位置を厳密に制御すると、印刷スクリーンの中央部では、セラミックペーストを導体パターンの傾斜面８７に重なるように付与できるが、周辺領域では導体パターン８３の平坦部９１にセラミックペーストが印刷され、導体パターン８３の端部８５にセラミックペーストが塗布された部分では、セラミックペースト中に含まれている溶剤が、印刷後においてポーラス体である導体パターン８３中に染み込むため、一部のセラミックペーストが、導体パターン８３の端部８５近傍の平坦部９１に堆積し、この部分の厚みが増加する。これにより導体パターン８３やセラミックパターン８９が上記のように形成されたセラミックグリーンシート８１を、例えば、１００層以上、特に、２００層以上積層した場合に、導体パターン８３の端部８５では厚みが累積することから、印刷スクリーンの周辺に印刷された部分で、セラミックグリーンシート間の密着性が低下し、焼成後にクラックやデラミネーションが発生し、歩留まりが低下するという問題があった。
【００１２】
従って、本発明は、セラミックグリーンシートを薄層化して積層数を増加した場合にも、セラミック積層体の変形を抑えることができるとともに、デラミネーションやクラックの発生を抑制できるセラミック積層体の製法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック積層体の製法は、キャリアフィルム上にセラミックスラリを塗布してセラミックグリーンシートを形成する工程と、該セラミックグリーンシートの主面上に、有効サイズが１５０×１５０ｍｍ２以上の印刷スクリーンを用いて導体ペーストをスクリーン印刷して、端部に傾斜面を有する導体パターンを所定間隔をおいて複数形成する工程と、該導体パターン間に、前記導体パターンと１０〜１５０μｍの間隔で離間して、粘度がチクソトロピック性を有するとともに、せん断速度０．０１ｓ−１における粘度をη１、せん断速度が１００ｓ−１における粘度をη２としたとき、η２／η１＝１０〜１５であるセラミックペーストをスクリーン印刷し、端部に傾斜面を有するセラミックパターンを形成する工程と、前記導体パターンおよび前記セラミックパターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層する工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
このような構成によれば、導体パターン間にセラミックパターンを形成したので、段差をほとんど無くすことができ、セラミックグリーンシートを積層しても上記のセラミックグリーンシートが導体パターン間に落ち込むことを抑制でき、セラミック積層体の変形を抑制できるとともに、デラミネーションやクラックを防止できる。
【００１５】
また、セラミックペーストが導体パターンの外周端部の傾斜面に重ならないように離間して塗布されることから、印刷スクリーンの印圧により周辺領域に伸びが生じて印刷時の位置ずれが生じたとしても、導体パターンとセラミックパターンとの位置精度のマージンを有することから、導体パターン間にセラミックパターンを確実に形成でき、導体パターンとセラミックパターンが形成されたセラミックグリーンシートを多層化してセラミック積層体を形成した場合にも、このセラミック積層体の変形を抑制できる。
【００１６】
上記セラミック積層体の製法では、導体パターン端部の傾斜面とセラミックパターン端部の傾斜面との角度θ1を、特に、１２０°〜１７９°の範囲とすることにより、導体パターンとセラミックパターン間の凹部をさらに小さくできる。
【００１７】
また、近接して対面している導体パターンとセラミックパターンの両方の端部に大きな傾斜面を形成することにより、薄い導体パターンが形成されると、導体パターンとセラミックパターンの間の凹部がさらに小さくなり、導体パターンとセラミックパターンとを形成したセラミックグリーンシートを積層加圧した場合に、両パターン間へのセラミックグリーンシートの埋没を抑制でき、セラミック積層体の変形を抑えることができる。
【００１８】
上記セラミック積層体の製法では、セラミックパターン端部の傾斜面の角度θ2が０．５°〜４０°の範囲であることが望ましい。傾斜面の角度を小さくすることにより、導体パターンとセラミックパターンとを離間して形成した場合にも形成したセラミックグリーンシートを積層加圧した際に、両方のパターン間へのセラミックグリーンシートの落ち込みを抑制し、セラミック積層体の変形を抑えることができる。
【００１９】
上記セラミック積層体の製法では、セラミックペーストのせん断速度０．０１ｓ-1における粘度をη1、せん断速度が１００ｓ-1における粘度をη2としたとき、η2／η1＞５であることが望ましい。このように降伏値が大きく、且つ印刷時の粘度変化が大きくなるような粘度特性を有するセラミックペーストを用いることにより、予め導体パターンが形成されたセラミックグリーンシート上においても、セラミックペーストが導体パターンに滲むことなくセラミックパターンの保形性を向上させることができ、導体パターン間に所定間隔をおいて高精度にセラミックパターンを形成できる。
【００２０】
上記セラミック積層体の製法では、セラミックペースト中に含まれる粘結剤およびセラミックグレーンシート中に含まれる粘結剤のＳＰ値の差が２以下であることが望ましい。セラミックペーストとセラミックグリーンシートに用いる粘結剤のＳＰ値を近い値にすることにより、これらの相溶性が高まることから、密着性を向上でき、セラミック積層体のデラミネーションを防止できる。
【００２１】
上記セラミック積層体の製法では、導体パターンの厚みが３μｍ以下であることが望ましい。近年では、セラミックグリーンシートの厚みが４μｍ以下と薄くなり、これに伴い導体パターンの厚みも３μｍ以下と薄くなっているが、導体パターンの外周端部、セラミックパターンの端部が傾斜しているため、導体パターンとセラミックパターン間に形成される凹部も無視できるほど小さくなり、段差を実質的になくすことができ、デラミネーションやクラックを防止できる。
【００２２】
さらに、導体パターンの厚みとセラミックパターンの厚みが実質的に同一であれば積層体の表面の平坦化が可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のセラミック積層体の製法は、例えば、電子部品の一つである積層セラミックコンデンサに適用される。
【００２４】
積層セラミックコンデンサを構成するセラミックグリーンシート１は、図１（ａ）に示すように、まず、キャリアフィルム２上にセラミックスラリを塗布して形成される。次に、図１（ｂ）に示すように、このセラミックグリーンシート１の一方主面上に導体ペーストを印刷して導体パターン３を所定間隔をおいて複数形成される。
【００２５】
さらに、図１（ｃ）に示すように、この導体パターン３の間に、この導体パターン３の厚みによる段差を実質的に無くすようにセラミックペーストを印刷し、導体パターン３の厚みと実質的に同一厚みのセラミックパターン５が形成される。
【００２６】
次に、図１（ｄ）に示すように、導体パターン３およびセラミックパターン５を形成したセラミックグリーンシート１を複数積層し、母体積層体９を得ることができ、次に、この母体積層体９を切断して、セラミック積層体成形体を得ることができる。さらに、この母体積層体９を切断し所定の雰囲気下、温度条件で焼成して複数のセラミック積層体である積層セラミックコンデンサが形成される。
【００２７】
上記のように、導体パターン３およびセラミックパターン５が形成されたセラミックグリーンシート１は、図２に示しているように、セラミックグリーンシート１の一方主面側に、導体ペーストを印刷して形成された矩形状の導体パターン３が所定間隔Ｌ1をおいて複数形成され、この導体パターン３間には、導体パターン３の厚みによる段差を実質的に無くすようにセラミックペーストを印刷して形成されたセラミックパターン５が形成されている。
【００２８】
また、図３に示すように、セラミックグリーンシート１の表面に形成された導体パターン３およびセラミックパターン５のそれぞれの外周端部は傾斜面７を有している。
【００２９】
そして、セラミックグリーンシート１に対するセラミックパターン５端部の傾斜面の角度θ2が０．５°〜４０°の範囲であることが望ましく、特に、積層加圧した場合に、両方のパターン間へのセラミックグリーンシートの埋没を抑制し、セラミック積層体の変形を抑えるという理由から、角度θ2は１°〜２０°、さらに、２°〜１０°がより望ましい。このような傾斜面とするには、セラミックペースト中の粘度特性をチクソトロピック性にすることが必要である。
【００３０】
また、この導体パターン３間Ｌ1に形成されたセラミックパターン５は、導体パターン３との間隔Ｌ2が１０μｍ以上離間した状態で形成されていることが望ましい。そして、この間隔Ｌ2は、印刷時の位置ずれが生じても、導体パターン３とセラミックパターン５との位置精度のマージンを保持し高精度のパターンを形成するという理由から、３０μｍ以上、また、積層加圧した際に、両方のパターン間へのセラミックグリーンシート１の埋没を抑制し、セラミック積層体の変形を抑えるという理由から、３０〜１５０μｍの範囲がより望ましい。
【００３１】
また、導体パターン３間にこの導体パターン３の厚みに起因した段差を解消するためのセラミックパターン５を形成したとしても、このように導体パターン３とセラミックパターン５との間に僅かな隙間を有することから、導体パターン３とセラミックパターン５とを形成したセラミックグリーンシート１を多層化してセラミック積層体を形成する場合に、仮に積層された際、セラミックグリーンシート１間に貯まっている空気を加圧時に効果的に脱気できる。
【００３２】
また、導体パターン３端部の傾斜面７とセラミックパターン５の端部の傾斜面７との角度θ1が１２０°〜１７９°の範囲であることが望ましく、特に、積層加圧した場合に、両方のパターン間へのセラミックグリーンシート１の埋没を抑制し、セラミック積層体の凹変形を抑えるという理由から、角度θ1は、１３５°〜１７８°、さらに、密着性を高めるという理由から１５０°〜１７０°がより望ましい。
【００３３】
この角度θ1、θ2は、セラミックグリーンシート上に形成した導体パターン３やセラミックパターン５を、簡易的には触針式表面粗さ計を用いて測定する。また、詳細には、走査型電子顕微鏡を用いて、断面観察を行い測定することもできる。
【００３４】
まず、キャリアフィルム上にセラミックスラリを塗布し、スリップキャスト法によりセラミックグリーンシートが形成される。ここで用いるキャリアフィルムとして、例えば、ＰＥＴフィルムからなるキャリアフィルムが用いられ、薄層化したセラミックグリーンシートの剥離性を良くするために、その表面にシリコン樹脂をコーティングして離型処理されていることが望ましい。
【００３５】
また、セラミックスラリは、例えば、セラミック粉末と、ポリビニルブチラール樹脂からなるバインダと、このバインダを溶解する溶媒として、トルエンとエチルアルコールとを混合したものが好適に用いられる。その他のバインダとしては、セラミック粉末や溶媒との分散性、セラミックグリーンシートの強度、脱バインダ性の点でアクリル樹脂を用いることもできる。
【００３６】
セラミック材料としては、具体的には、ＢａＴｉＯ3−ＭｎＯ−ＭｇＯ−Ｙ2Ｏ3等のセラミック粉末が耐還元性を有するという理由から使用可能である。また、ガラス粉末を加えてもよい。
【００３７】
そして、このセラミックグリーンシートに用いるセラミック粉末の粒子径は、セラミックグリーンシートの薄層化という理由から１．５μｍ以下が望ましく、また、高誘電性、高絶縁性という理由から０．１〜０．９μｍが望ましい。
【００３８】
また、セラミック粉末の主原料であるＢａＴｉＯ3粉末の合成法は、固相法、液相法（蓚酸塩を経過する方法等）、水熱合成法があるが、そのうち粒度分布が狭く、結晶性が高いという理由から水熱合成法が望ましい。そして、ＢａＴｉＯ3粉末の平均比表面積は１．１〜１０ｍ2／ｇが好ましい。
【００３９】
また、スリップキャスト法の具体的な方法としては、引き上げ法、ドクターブレード法、リバースロールコータ法、グラビアコータ法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法およびダイコータ法を用いることができる。
【００４０】
そして、このようなセラミック積層体の製法においては、離型処理したキャリアフィルム上に塗布されたセラミックスラリは、いずれの工程においても、室温からその溶媒の蒸発温度以上の温度まで加熱して乾燥される。
【００４１】
加熱温度は、例えば、室温、６０℃、溶媒の蒸発温度以上の１００℃のように段階的に加熱する。このように段階的に加熱することにより、液体状のスラリ膜から、均一に、また、徐々に溶媒を乾燥させ、高温での急激な乾燥による溶媒の沸騰痕による表面、また剥離面の粗さを無くすことができる。
【００４２】
また、乾燥部の最終ゾーンでは、乾燥温度が溶媒の蒸発温度以上に設定されているため、低温での長時間乾燥によるバインダの沈降やバインダの凝集物がなく、ピンホール、膜切れ等の欠陥もない均一なセラミックグリーンシートを形成できる。
【００４３】
このセラミックグリーンシート１の厚みは、小型、大容量化という理由から１．５〜４μｍであることが望ましい。
【００４４】
次に、作製されたこのセラミックグリーンシート１上には、導体ペーストをスクリーン印刷、グラビア印刷等の方法により印刷して導体パターンが形成される。
【００４５】
この導電性ペーストは、金属粒子と、脂肪族炭化水素と高級アルコールとの混合物からなる有機溶剤と、この有機溶剤に対して可溶性のエチルセルロースからなる有機粘結剤と、該有機溶剤に難溶解性のエポキシ樹脂からなる有機粘結剤とを含有するものである。
【００４６】
また、この導体ペーストの粘度は、この導体ペースト中の金属粉末、粘結剤、溶媒および分散剤を適正化して制御でき、このことにより導体ペーストにチクソトロピック性を付与することができる。そして、このように導体ペーストの粘度特性を制御することにより導体パターン３の端部に傾斜面７を形成し、その角度を制御することができる。
【００４７】
導電性ペースト中に含まれる金属粒子としては、平均粒径０．０５〜０．５μｍの卑金属粒子が用いられる。卑金属としては、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄがあり、金属の焼成温度が一般の絶縁体の焼成温度と一致する点、およびコストが安いという点からＮｉが望ましい。
【００４８】
卑金属粒子の平均粒径は、金属粉末の分散性の向上と焼成時の金属肥大化を防止するために、０．１〜０．５μｍの範囲が望ましい。そして、緻密で表面平滑な金属膜を形成するという理由から卑金属の平均粒径は０．１５〜０．４μｍが望ましい。
【００４９】
また、導体ペーストには、固形分として、金属粉末以外に、導体パターンの焼結性を抑えるために微細なセラミック粉末を混合して用いることが好ましく、導体パターン３の均一な粒子径の形成と、平滑性を向上させるために、セラミック粉末の粒径は０．０５〜０．３μｍが望ましい。
【００５０】
導体パターン３厚みは、コンデンサの小型、高信頼性化という点から３μｍ以下、特には１μｍ以下であることが望ましい。
【００５１】
また、セラミックペーストのバインダ組成は、導体パターン３を形成した導体ペーストと同組成もしくは異なる組成のセラミックペーストの両方を適用できるが、特に、導体ペーストの印刷と同じ条件を採用できることおよびセラミックグリーンシート１の表面からの粘結剤の揮発速度を一致させるという理由から、セラミックペーストは導体ペーストと同じ組成であることが望ましい。
【００５２】
また、このセラミックスラリに用いるセラミック粉末組成は、セラミックグリーンシート１の粉末組成もしくは異なる粉末組成のセラミックペーストの両方を適用できるが、セラミックグリーンシート１とセラミックパターンとの密着性を高め、焼成収縮率を合致させるという理由から、セラミックペーストはセラミックグリーンシート１を形成するセラミックスラリと同じ粉末組成であることが望ましい。
【００５３】
また、このセラミックスラリ中に含まれる材料比率は、８０％以下が望ましく、特に、近接する導体パターンに滲まないという理由から、溶剤量は２０〜７０重量％が望ましい。そして、ここで用いる溶剤もまた、導体ペーストに用いる溶剤と同じものが望ましい。
【００５４】
また、このようなセラミックパターンを形成するためには、セラミックペーストの粘度がチクソトロピック性を有するとともに、せん断速度０．０１ｓ-1におけるセラミックペーストの粘度をη1、せん断速度が１００ｓ-1における前記セラミックペーストの粘度をη2としたとき、η2／η1＞５であることが望ましく、特に、導体パターンに滲むことなく保形性を向上させることができ、導体パターン間に所定間隔をおいて高精度にセラミックパターンを形成できるという理由から、セラミックペーストの粘度特性として、上記せん断速度の範囲において、η2／η1は１０〜５０の範囲にあることが、セラミックパターンの変形を抑制できるという理由からより望ましい。
【００５５】
また、このセラミックペーストの粘度は、このセラミックペースト中のセラミック粉末、粘結剤、溶媒および分散剤を適正化して制御でき、このことによりセラミックペーストにチクソトロピック性を付与することができる。そして、このようにセラミックペーストの粘度特性を制御することによりセラミックパターン５の端部に傾斜面７を形成し、その角度を制御することができる。
【００５６】
尚、このセラミックスラリの粘度測定は、ハーケ社ＲＳ−１５０を用いてコーン角度を１°に設定された直径５０ｍｍのコーンタイプの粘度計を用いて行う。
【００５７】
そして、セラミックペースト中に含まれる粘結剤およびセラミックグレーンシート１中に含まれる粘結剤のＳＰ値の差が２以下であることが望ましく、特に、セラミックグリーンシート１とセラミックパターン５との密着性を高めるという理由から、ＳＰ値の差は０〜１．５の範囲にあることがより望ましい。
【００５８】
尚、本発明のセラミック積層体を作製する工程において、仮積層されたセラミックグリーンシートの導体パターンとセラミックパターンとの間に隙間が形成されていることから、容易に脱気できるという特徴をも有する。
【００５９】
以上のように、本発明では、セラミックペーストが導体パターン３の端部の傾斜面７に重ならないように離間して塗布されることから、印刷時の位置ずれが生じた場合にも適正な導体パターン３とセラミックパターン５との位置精度のマージンを保持でき、導体パターンの外周端部へのセラミックペーストの乗り上げが無く、この部分の厚みの増加が抑制されることから、導体パターンやセラミックパターンが形成されたこのようなセラミックグリーンシート１を多層化し加圧しても、セラミック積層体の変形が抑えられ、デラミネーションやクラックを防止できる。
【００６０】
【実施例】
セラミック積層体の一つである積層セラミックコンデンサを以下のように作製した。
【００６１】
セラミックグリーンシートは、ＢａＴｉＯ3９９．５モル％と、ＭｎＯ０．５モル％とからなる組成物１００モル部に対して、Ｙ2Ｏ3を０．５モル部、ＭｇＯを０．５モル部添加し、これらのセラミック成分１００重量部に対して、エチルセルロース５．５重量％と石油系アルコール９４．５重量％からなるビヒクル５５重量％を添加し、３本ロールで混練して調製してセラミックスラリを作成し、ダイコーター法を用いてポリエステルより成る帯状のキャリアフィルム上に成膜した。
【００６２】
導体ペーストは、粒子径０．２μｍのＮｉ粉末４５重量％と、エチルセルロース５．５重量％と石油系アルコール９４．５重量％からなるビヒクル５５重量％とを３本ロールで混練して調製した。
【００６３】
また、セラミックパターン用のセラミックペーストは、上記のセラミックスラリの一部をＢａＴｉＯ3の粒子径が０．５μｍになるまで粉砕し、導電ペーストと同様にペースト化して調製した。セラミックペーストのせん断速度０．０１ｓ-1におけるセラミックペーストの粘度をη1、せん断速度が１００ｓ-1におけるセラミックペーストの粘度をη2としたときの、η2／η1を、１０〜１５とすることにより変化させた。さらに、セラミックペーストとグリーンシートの粘結剤のＳＰ値の差は、表１に示す値であった。
【００６４】
次に、得られたセラミックグリーンシートの主面状に、１５０ｍｍ角の印刷スクリーンを有するスクリーン印刷装置を用いて、上記した導体ペーストを矩形状パターン形状に印刷し、乾燥させ、表１に示す平均厚みの導体パターンを形成した。その際、導体パターンの外周端部の傾斜面の角度を１°〜３０°とすることによって変化させた。
【００６５】
さらに、このセラミックグリーンシート上に形成された導体パターン間に、導体パターンと表１に示す間隔Ｌ2だけ離間するように、１５０ｍｍ角の印刷スクリーンを用いてセラミックペーストを印刷、乾燥させ、導体パターンとともにセラミックパターンが塗布形成されたセラミックグリーンシートを作製した。その際、セラミックパターンの外周端部の傾斜面の角度θ2を０．５°〜４０°とすることによって変化させた。
【００６６】
また、導体パターンの外周端部の傾斜面とセラミックパターンの外周端部の傾斜面とがなす角度θ1は、表１に示す値とした。
【００６７】
次に、このセラミックグリーンシートを３００層積層し、さらにその上下に、導体パターン、セラミックパターンが形成されていないセラミックグリーンシートを各１０枚積層し、第１回目の加圧プレスを行い、仮積層体を形成した。
【００６８】
この条件で作製した仮積層体は、セラミックグリーンシートが完全に密着されていない状態であり、導体パターン、セラミックパターンおよびグリーンシートで囲まれる部分に、僅かな空間が形成されていた。
【００６９】
次に、この仮積層体を温度１００℃、圧力２０ＭＰａで第２回目の積層プレスを行い、導体パターンを塗布したセラミックグリーンシートおよびその上下のセラミックグリーンシートと同一材料からなるセラミックグリーンシートを積層して完全に密着させて母体積層体を得た。
【００７０】
本発明のセラミック積層体を形成する母体積層体は、導体パターンを形成したセラミックグリーンシートの一方主面に、導体パターンとともにセラミックパターンを形成しているため、この積層プレス工程において、加熱加圧によるセラミックグリーンシートや導体パターンの変形が生じることが無く母体積層体を形成することができた。
【００７１】
次に、この母体積層体を格子状に切断して、セラミック積層体成形体を得た。この母体積層体の中央部に形成されていたセラミック積層体成形体と、周辺部に形成されていたセラミック積層体成形体に分離した。この際、母体積層体の中心から半径４０ｍｍを中心部とし、その他を周辺部とした。このセラミック積層体成形体の両端面には、内部導体パターンの一端が交互に露出していた。
【００７２】
次に、このセラミック積層体成形体を大気中２５０℃または０．１Ｐａの酸素／窒素雰囲気中５００℃に加熱し、脱バイ処理を行った。
【００７３】
さらに、脱バイ後のセラミック積層体成形体に対して、１０-7Ｐａの酸素／窒素雰囲気中、１２５０℃で２時間焼成し、さらに、１０-2Ｐａの酸素窒素雰囲気中にて９００℃で４時間の再酸化処理を行い、セラミック積層体を得た。焼成後、セラミック焼結体の端面にＣｕペーストを９００℃で焼き付け、さらにＮｉ／Ｓｎメッキを施し、内部導体と接続する外部導体を形成した。
【００７４】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサの外形寸法は、幅０．８ｍｍ、長さ１．６ｍｍであった。また内部導体に起因する段差はなく、この内部導体は湾曲することなく平坦であった。
【００７５】
次に、焼成後に得られた積層セラミックコンデンサについて、母体積層体の中央部と周辺部に形成された試料をそれぞれ３００個ずつ、４０倍の双眼顕微鏡にて観察し、この積層セラミックコンデンサの端面のクラックの有無を評価し、また積層セラミックコンデンサの端面及び側面からそれぞれ研磨し、内部導体周縁部のデラミネーションの有無を評価した。
【００７６】
また、セラミックグリーンシート上に形成した導体パターンとセラミックパターンとの角度θ１、およびセラミックパターンの仰角θ２は、触針式表面粗さ計を用いて測定した。これらの結果を表１に記載する。試料Ｎｏ．３、１２、１３は参考試料である。
【００７７】
【表１】
0003726035.tif 000002
【００７８】
この表１の結果から、積層セラミックコンデンサの内部の導体パターン間に離間してセラミックパターンを形成した試料Ｎｏ．３〜１３では、母体積層体の中央部および周辺領域の試料ともに、焼成後にボイドやデラミネーションが少なく、特に、導体パターンとセラミックパターンとの間隔を３０〜１５０μｍの範囲とした試料Ｎｏ．５〜１１では、ボイド、デラミネーションが殆ど見られなかった。
【００７９】
一方、導体パターンとセラミックパターンとの間隔を０、−５０（傾斜面を含めた導体パターン上に重なっている長さ）とした試料Ｎｏ．１、２では、ボイド、デラミネーションおよびＩＲ不良が多くなり、特に、導体パターンの端部にセラミックパターンが５０μｍ重なるように形成した試料Ｎｏ．１では、特に、周辺領域の試料にボイドとデラミネーションが多発した。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したとおり、本発明によれば、セラミックペーストが導体パターンの端部の傾斜面に重ならないように離間して塗布されることから、印刷時の位置ずれが生じた場合にも、導体パターン間にセラミックパターンを形成したので、段差をほとんど無くすことができ、セラミックグリーンシートを積層しても上記のセラミックグリーンシートが導体パターン間に落ち込むことを抑制でき、デラミネーションやクラックを防止できる。
【００８１】
また、印刷スクリーンの印圧により周辺部に伸びが生じて印刷時の位置ずれが生じたとしても、導体パターンとセラミックパターンとの位置精度のマージンを有することから、導体パターン間にセラミックパターンを確実に形成でき、導体パターンとセラミックパターンが形成されたセラミックグリーンシートを多層化してセラミック積層体を形成した場合にも、このセラミック積層体の変形を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック積層体を製造するための工程図を示す。
【図２】本発明のセラミックグリーンシート上において導体パターン間に離間して形成されたセラミックパターンを示す概略斜視図である。
【図３】本発明のセラミックグリーンシート上において導体パターン間に離間して形成されたセラミックパターンを示す概略断面図である。
【図４】セラミックグリーンシート上において導体パターンに重なるように形成された従来のセラミックパターンを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  セラミックグリーンシート
２  キャリアフィルム
３  導体パターン
５  セラミックパターン
７  傾斜面
【図１】
0003726035.tif 000003
【図２】
0003726035.tif 000004
【図３】
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【図４】
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