(57)【特許請求の範囲】
【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に、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、最大厚み：２５μｍ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、
加熱温度：５７〜８５℃に設定し、乾燥速度：１０ｍ／ｍｉｎ以上２０ｍ／ｍｉｎ以下に設定した加熱乾燥炉における乾燥処理により、溶剤の含有率：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積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
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、最大厚み：２５μｍ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、
加熱温度：６５〜８５℃に設定し、乾燥速度：２０ｍ／ｍｉｎを越えて４０ｍ／ｍｉｎ以下に設定した加熱乾燥炉における乾燥処理により、溶剤の含有率：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積層セラミック電子部品の製造方法。
【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２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】
【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に、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、最大厚み：２５μｍ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、加熱温度を５７〜８５℃に設定し、乾燥速度：１０ｍ／ｍｉｎ以上２０ｍ／ｍｉｎ以下に設定した加熱乾燥炉における乾燥処理により、溶剤の含有率：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。
【００１３】
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、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に、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、最大厚み：２５μｍ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、加熱温度：６５〜８５℃に設定し、乾燥速度：２０ｍ／ｍｉｎを越えて４０ｍ／ｍｉｎ以下に設定した加熱乾燥炉における乾燥処理により、溶剤の含有率：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】
【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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、その工程中に施される所定条件下の加熱乾燥処理により、溶剤の含有率が０．３〜０．１ｗｔ％となるセラミックグリーンシートとして形成する。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
その乾燥温度を溶剤の沸点以下に設定することから、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。
【００２０】
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により、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。
【００２１】
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、一定距離の加熱乾燥炉にて乾燥処理することにより行った。
【００２２】
その各条件下で作製したセラミックグリーンシートより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積層セラミックコンデンサを試料として１０個ずつ得、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】
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【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４５、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、６５、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】
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【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４５、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６５、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】
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【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４５、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６５、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】
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【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４５、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、６５、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５で示す通り、セラミックグリーンシートの乾燥速度は４０ｍ／ｍｉｎにまで早められることが確認できた。また、セラミックグリーンシートの乾燥速度を１０ｍ／ｍｉｎ，２０ｍ／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、セラミックグリーンシートの乾燥速度を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６５〜８５℃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】
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【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、セラミックグリーンシートの乾燥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施す所定条件下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、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムより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る。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。
【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０．３〜０．１ｗｔ％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
１３        加熱乾燥炉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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