(57)【要約】【課題】表示部分とセラミックス素地部分とを明瞭に判別できる表示方法および表示材料を提供する。【解決手段】グリーンシート１の積層体の最上部において、切断するセラミックス部品ごとに、その一部分に表示材を塗布する。そして、部品の焼成前における表示材の塗布部とセラミックス素地部分との色調が異なり、かつ、焼成後においても表示材の塗布部分とセラミックス素地部分の色調が異なるように、焼成の前後において表示材の塗布部の色調を変化させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックシートを積層したグリーン積層体を裁断し、焼成してなるセラミックス部品の表示方法であって、
前記グリーン積層体の最上部において前記セラミックス部品各々の一部分に表示材を塗布し、前記焼成によってセラミックス素地部分と前記表示材の塗布部分とに色調変化があっても、前記焼成前において前記表示材の塗布部分と前記セラミックス素地部分を視覚的に区別でき、かつ、前記焼成後においても前記表示材の塗布部分と前記セラミックス素地部分を視覚的に区別できるよう前記表示材に色を呈したことを特徴とする表示方法。
【請求項２】
前記表示材は、無機顔料を着色成分とするペーストに有機染料を添加してなり、前記有機染料の色を前記焼成前における前記表示材の塗布部分の色とするとともに、前記無機顔料の色を前記焼成後における前記表示材の塗布部分の色とすることを特徴とする請求項１記載の表示方法。
【請求項３】
セラミックシートを積層したグリーン積層体を裁断し、焼成してなるセラミックス部品用の表示材料であって、
前記グリーン積層体の最上部において前記セラミックス部品各々の一部分に塗布され、前記焼成によって前記塗布部分の色調が変化する材料を含み、
前記焼成によってセラミックス素地部分に色調変化があっても、前記焼成前において前記塗布部分と前記セラミックス素地部分が視覚的に区別でき、かつ、前記焼成後においても前記塗布部分と前記セラミックス素地部分が視覚的に区別できる着色がなされていることを特徴とする表示材料。
【請求項４】
前記材料は、無機顔料を着色成分とするペーストに有機染料を添加してなり、前記有機染料の色が前記焼成前における前記塗布部の色となり、かつ、前記無機顔料の色が前記焼成後における前記塗布部の色となることを特徴とする請求項３記載の表示材料。
【請求項５】
前記ペーストは、前記無機顔料を分散させた溶媒に前記有機染料を溶解させてなり、前記有機染料は、水素、炭素、窒素、酸素以外の元素を含まないことを特徴とする請求項４記載の表示材料。
【請求項６】
前記無機顔料は、周期律表の３族乃至１４族に属する元素のうちの少なくとも１つを含む酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、または酢酸塩であることを特徴とする請求項５記載の表示材料。
【請求項７】
前記セラミックス素地部分は、チタン酸塩化合物とガラス成分を混合してなり、前記ペーストは、前記無機顔料としてマンガン化合物を、前記有機染料としてアゾ系化合物またはアントラキノン系化合物のいずれかを配したことを特徴とする請求項６記載の表示材料。
【請求項８】
前記セラミックス素地部分は、チタン酸塩化合物とガラス成分を混合してなり、前記ペーストは、前記無機顔料としてチタン化合物を、前記有機染料としてアゾ系化合物またはアントラキノン系化合物のいずれかを配したことを特徴とする請求項６記載の表示材料。
【請求項９】
前記有機染料の有機着色成分は、１５０乃至７５０℃で分解されることを特徴とする請求項７または８記載の表示材料。
【請求項１０】
前記有機染料の添加量は、前記無機顔料の成分重量に対して１０ｐｐｍ乃至１００００ｐｐｍであることを特徴とする請求項７または８記載の表示材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、セラミックス部品における表示方法および表示材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型電子機器等に多用されている表面実装用のチップ部品のうち、積層コンデンサ、フィルタ等のセラミックス部品には、方向性を有するものがあり、それらの部品には実装方向を示す表示部が必要となる。また、この表示部は、複数枚のセラミックグリーンシート積層体（以下、単にグリーンシートともいう）を所定のチップサイズに裁断する際の位置合わせとしても用いられている。
【０００３】
従って、このような表示部には、焼成前のグリーンシートの状態と焼成後のグリーンシートの状態の両方において、素地部分とコントラストが高く、視認性が良いことが必要となる。
【０００４】
一般的に表示用の無機材料は、色を出すための顔料の他、密着性を上げるための素体材料粉末、ガラス粉末からなる。また、表示部の作製には、かかる無機材料を、ビヒクルと呼ばれる、樹脂を溶剤に溶解させたものに分散させ、それをスクリーン印刷等によってグリーンシートに塗布した後、焼成する方法をとる。
【０００５】
一方、高純度のアルミナのように、白色の粉末を焼結させて白色セラミックスを得るような場合、その表示部は、焼成の前後で濃度が保たれていれば、どのような色を使用してもコントラストが確保されるため、特段の問題は生じない。このような白色セラミックスの表示部に使用する顔料として、多くの場合、酸化コバルト等、黒色の遷移金属酸化物が選択される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、焼成後において、ある色を呈するセラミックスを使用する場合、成形時と焼成時、つまり、焼成の前後でセラミックスの色が異なることが多い。これは、そのセラミックスが、グリーンシート成形時には粉末の集合体であるため、その粉末による光の散乱で白っぽく見えることや、低温焼結させるために添加するガラス成分等と誘電体等のセラミックス粉末との色が異なっていることに原因がある。
【０００７】
このような場合、切断時の位置合わせとして必要なグリーンシートとのコントラストと、実装方向を示すために必要な焼成後のコントラストとが両立しないため、部品作製時の効率が低下するという問題がある。
【０００８】
また、素体の材料と酸化コバルト等の黒色顔料の反応性が高くて適用することができない場合、表示材料の濃淡ではなく、色調の違いで素地部の色と補色の関係となるような色を選択しなければならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、焼成前および焼成後の両方において、表示部分とセラミックス素地部分とを明瞭に判別できる表示方法および表示材料を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、セラミックシートを積層したグリーン積層体を裁断する際の位置合わせが容易に行える表示方法および表示材料を提供することである。
【００１１】
かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、セラミックシートを積層したグリーン積層体を裁断し、焼成してなるセラミックス部品の表示方法であって、上記グリーン積層体の最上部において上記セラミックス部品各々の一部分に表示材を塗布し、上記焼成によってセラミックス素地部分と上記表示材の塗布部分とに色調変化があっても、上記焼成前における上記表示材の塗布部分と上記セラミックス素地部分を視覚的に区別でき、かつ、上記焼成後においても上記表示材の塗布部分と上記セラミックス素地部分を視覚的に区別できるよう上記表示材に色を呈したことを特徴とする。
【００１２】
例えば、上記表示材は、無機顔料を着色成分とするペーストに有機染料を添加してなり、上記有機染料の色を上記焼成前における上記表示材の塗布部の色とするとともに、上記無機顔料の色を上記焼成後における上記表示材の塗布部の色とすることを特徴とする。
【００１３】
また、上述した課題を解決する他の手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、セラミックシートを積層したグリーン積層体を裁断し、焼成してなるセラミックス部品用の表示材料であって、上記グリーン積層体の最上部において上記セラミックス部品各々の一部分に塗布され、上記焼成によって上記塗布部分の色調が変化する材料を含み、上記焼成によってセラミックス素地部分に色調変化があっても、上記焼成前における上記塗布部分と上記セラミックス素地部分が視覚的に区別でき、かつ、上記焼成後においても上記塗布部分と上記セラミックス素地部分が視覚的に区別できる着色がなされていることを特徴とする。
【００１４】
例えば、上記材料は、無機顔料を着色成分とするペーストに有機染料を添加してなり、上記有機染料の色が上記焼成前における塗布部の色となり、かつ、上記無機顔料の色が上記焼成後における塗布部の色となることを特徴とする。
【００１５】
また、例えば、上記ペーストは、上記無機顔料を分散させた溶媒に上記有機染料を溶解させてなり、上記有機染料は、水素、炭素、窒素、酸素以外の元素を含まないことを特徴とする。
【００１６】
例えば、上記無機顔料は、周期律表の３族乃至１４族に属する元素のうちの少なくとも１つを含む酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、または酢酸塩であることを特徴とする。
【００１７】
例えば、上記セラミックス素地部分は、チタン酸塩化合物としてのＢａ２Ｔｉ９Ｏ２０とガラス成分を混合してなり、上記ペーストは、上記無機顔料としてマンガン化合物、例えばＭｎ３Ｏ４を、上記有機染料としてアゾ系化合物またはアントラキノン系化合物のいずれかとして、例えばアリザリンを配したことを特徴とする。
【００１８】
例えば、上記セラミックス素地部分は、チタン酸塩化合物としてのＮｄ２Ｔｉ２Ｏ７とガラス成分を混合してなり、上記ペーストは、上記無機顔料としてチタン化合物、例えばＴｉＯ２を、上記有機染料としてアゾ系化合物またはアントラキノン系化合物のいずれかとして、例えば、Ｏｉｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　５００１を配したことを特徴とする。
【００１９】
さらに、例えば、上記有機染料の有機着色成分は、１５０乃至７５０℃で分解されることを特徴とする。また、例えば、上記有機染料の添加量は、上記無機顔料の成分重量に対して１０ｐｐｍ乃至１００００ｐｐｍであることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態例を詳細に説明する。本実施の形態例では、焼成の前後において色調が変化するセラミックスに対して、セラミック用表示材料として、無機顔料を含むペーストに有機染料を添加し、グリーンシートにおいて有機染料の色でセラミックス素地部とのコントラストをつける。また、焼結時に有機成分を分解、燃焼させ、焼結後には、無機顔料によってセラミックス素地部とのコントラストをつけて表示部とする。以下において、その方法や使用材料等について具体的に説明する。
【００２１】
無機顔料ペーストに添加する染料として、その部品の電気的な特性に影響を与えないことが要求され、塗布時および燃焼時において、セラミックス材料および電極材料と反応しないことが必要となる。例えば、水素、炭素、窒素、酸素のみからなる染料であれば、分解時に、水、炭素酸化物、窒素、窒素酸化物等の物質となって完全に除去でき、これらの元素からなる物質は、素体材料に損傷を与えることはない。
【００２２】
しかし、染料に硫黄（Ｓ）、燐（Ｐ）、塩素（Ｃｌ）等の元素が含まれていると、それが素体セラミックスの焼結を促進したり、銀等の電極材料と反応して、抵抗値の上昇を招くことがある。また、これらの元素のガスが揮発して、焼成炉の部材を腐食させたり、悪臭の原因となったり、あるいは、毒性を有するガスの発生原因ともなる場合がある。
【００２３】
なお、染料とは、溶剤に溶解させて用いる物質であり、それに対して、顔料は、溶剤に不溶で、固体あるいは液体をペースト中に分散させて用いるものである点において、これらは区別される。
【００２４】
有機染料としては、アゾ系、アントラキノン系、メチン系、ペリノン系、ペリレン系染料等があるが、水素、炭素、窒素、酸素以外の元素を含まない染料として、例えば、アゾ系のアリザリン、Ｏｉｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　５００１、アントラキノン系では、Ｐｌａｓｔ　Ｒｅｄ　８３２０，Ｐｌａｓｔ　Ｂｌｕｅ　８５１０がある。
【００２５】
一方、無機顔料としては、焼成後においてセラミックス材料とのコントラストが高く、視認性に優れた特性を有する必要がある。例えば、使用する無機顔料が黒色で、かつ、その顔料濃度が大きい場合は、有機染料の色が無機顔料の色に隠れてしまい、所望のコントラストを得ることができない。
【００２６】
しかし、顔料濃度が小さく、セラミックス粉やガラス等の白色成分がともに分散している場合には、灰色のペーストとなるため、有機染料で色を付与することができる。従って、この場合、どのような色の無機顔料に対しても有機染料は有効である。
【００２７】
また、無機顔料成分として、有機染料と反応を起こさず、焼結時においても、有機成分が分解して発生するガスによって変質しないことが必要となる。このことから、国際純正および応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）による無機化学命名法（１９８９）による周期律表の３族から１４族に属する元素の酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、または酢酸塩が、安定性の上から好ましい。
【００２８】
さらには、アルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、ランタノイド、タングステン（Ｗ）、鉛（Ｐｂ）のうち、少なくとも１種を含む酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩、または酢酸塩より無機顔料成分を選択する。
【００２９】
表示材ペーストを塗布されたセラミックグリーン成形体は、切断時に５０〜１５０℃に加熱されるため、このとき、有機着色材成分が分解しないことが必要となる。また、切断されたチップは、焼成を行って焼結する必要があるが、このとき、表示材ペースト中に含有されている有機着色成分は、完全に分解され、消失する必要がある。
【００３０】
セラミックスの焼結温度は、一般に８００〜１５００℃であるから、上記の有機着色成分は、この温度以下で分解される必要がある。従って、有機着色成分は、１５０〜７５０℃で分解されることが好ましい。
【００３１】
有機染料の添加量は、無機成分に対して１０ｐｐｍ以上、１００００ｐｐｍ以下であることが好ましい。この有機染料は、溶剤全体を染色するため、添加量は少なくてもよい。例えば、無機成分に対して１０ｐｐｍ以上添加すれば、染色の色を確認できる。
【００３２】
しかし、より鮮明に着色するには、有機染料を１００ｐｐｍ以上添加すればよい。濃色の無機顔料が分散している場合、添加量を増やす必要があるが、１００００ｐｐｍ以上添加しても、色は濃くならず、それ以上の添加は無駄になる。
【００３３】
図１は、実施の形態例に係る表示材が塗布されたセラミックグリーンシートを最上部として積層された、グリーン積層体の平面図である。同図において、グリーンシート１上には、セラミック部品として切断する際の位置合わせのために表示材が塗布された切断位置合わせライン３と、実装方向を指示するために市松模様状に表示材を塗布した表示材塗布部２とが配されている。
【００３４】
図２は、図１に示すグリーン積層体を切断位置合わせライン３に従って切断し、それを焼成して得た積層セラミック部品の斜視図である。同図に示すように、積層セラミック部品（セラミックス焼結体）１０の上面には、表示材塗布部４とセラミックス素地部５とが、それらを明瞭に区別できる態様で形成される。
【００３５】
【実施例】
次に、上記実施の形態例の具体的な実施例（着色のための顔料等）について詳細に説明する。
【００３６】
＜実施例１＞
Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０とガラス成分を混合したセラミックス粉は白色であり、焼結後は、黄色を呈するという特徴を有している。ここでは、この表示材を、以下のようにして作製した。
【００３７】
Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０粉末１００重量部に対して、ガラスフリットを１５重量部、および顔料成分としてＭｎ３Ｏ４を２重量部添加し、エチルセルロースをターピネオールに溶解させた有機ビヒクル８０重量部に３本ロール分散機を用いて分散させた。さらに、赤色染料であるアリザリンを無機分に対して５００ｐｐｍ添加し、表示材ペーストとした。
【００３８】
セラミックス粉をドクターブレードによってシート化した後、所定の大きさに打ち抜き、スクリーン印刷機を用いて内部電極として銀ペーストを印刷し、最上部となるシートには、上記の表示材ペーストを印刷した。そして、表示材が印刷されたシートを最上部にして、所定枚数のシートを積層し、静水圧プレスを行った。
【００３９】
このようにして得られたグリーンシート積層体は白色をしており、赤色をした表示部とのコントラストが高くなる。つまり、図１において、グリーンシート１は白色であり、表示材塗布部２が赤色であるため、両者のコントラストが良好になり、ダイシングによるチップ切断の際の位置合わせも容易になる。
【００４０】
次に、グリーン積層体を所定サイズのチップに切断した後、５００℃で脱バインダーを行い、９００℃で２時間の焼成を行った。焼成後のチップ（図２のセラミックス素地部５）は黄色をしているが、表示材の塗布部分（図２の表示材塗布部４）は茶色を呈しており、これらは、表示として十分に非塗布部分と区別できる状態（良コントラスト）となった。
【００４１】
＜比較例１＞
上記の実施例１に対して、表示材ペースト作製時にアリザリンを添付せず、その他の材料、工程については、実施例１と同様の条件でチップを作製した。焼成後のチップについては、表示材塗布部分のコントラストは高かったが、グリーンの状態では、粉末と表示材とのコントラストが低く、位置合わせを行うための区別が困難であった。
【００４２】
＜実施例２＞
白色顔料としてＴｉＯ２を８０重量部、ガラスを２０重量部混合した粉末を、エチルセルロースをターピネオールに溶解させた有機ビヒクル８０重量部に３本ロール分散機を用いて分散させた。ここに、黄色の有機染料であるＯｉｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　５００１を無機成分の重量に対して２０００ｐｐｍ添加し、黄色表示材ペーストを作製した。
【００４３】
薄い青白色をしたＮｄ２Ｔｉ２Ｏ７とガラスの混合粉末をセラミックス材料として、上記の実施例１と同様、セラミックスチップを作製した。この場合、グリーン積層体（図１のグリーンシート１）は青白色をしており、それとは補色の関係にある、上記の表示材ペーストの黄色（図１の表示材塗布部２）とは強いコントラストがあって、切断時の位置合わせは容易であった。
【００４４】
また、焼成後に染料は分解して、表示材塗布部分（図２の表示材塗布部４）は、無機顔料の白色となり、セラミックス（図２のセラミックス素地部５）の濃い紫色との間に大きなコントラストが生じ、方向表示として認識可能なものが得られた。
【００４５】
＜比較例２＞
上記の実施例２において、表示材ペーストを作製時に、Ｏｉｌ　Ｙｅｌｌｏｗ　５００１を添加せず、その他の材料や工程を実施例２と同様にしてチップを作製した。その結果、焼成後のチップについては、表示材塗布部分のコントラストは高かったが、グリーンの状態では、粉末と表示材とのコントラストが低く、位置合わせを行うための区別が困難であった。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態例によれば、グリーンシート積層体の最上部において、切断するセラミックス部品各々の一部分に焼成によって色調が変化する表示材を塗布し、その表示材の色調変化を考慮に入れることで、焼成によりセラミックス素地部分に色調変化があっても、焼成前のグリーンシートと焼成後のグリーンシートの両方において、表示材の塗布部分とセラミックスの素地部分とのコントラストを高く維持でき、視認性の良いセラミックス部品を作製することができる。
【００４７】
また、本実施の形態例によれば、塗布部とセラミックスの素地部分とのコントラストが高いことから、セラミックシートを積層したグリーン積層体を裁断する際の位置合わせが容易になる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示部分とセラミックス素地部分とを視覚的に明瞭に判別できる。
【００４９】
また、本発明によれば、グリーン積層体を裁断する際の位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例に係る表示材が塗布されたセラミックグリーンシートを最上部として積層されたグリーン積層体の平面図である。
【図２】実施の形態例に係るグリーン積層体を切断、焼成して得た積層セラミック部品の斜視図である。
【符号の説明】
１　　グリーンシート
２，４　　表示材塗布部
３　　切断位置合わせライン
５　　セラミックス素地部
１０　　積層セラミック部品（セラミックス焼結体）
【図１】
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【図２】
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