(57)【要約】【課題】層間ハガレを発生させずにマザー基板から積層体を切り出すことができる工程を備えた、積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】それぞれの表面に導電ペーストを所定のパターンで形成したセラミックグリーンシートを複数積層してマザー基板を形成する。このマザー基板を、該マザー基板に含まれる可塑剤の沸点よりも高く、バインダの分解温度よりも低い温度で熱処理した後、マザー基板を切断して、複数の積層体を切り出す。これらの積層体を熱処理することで積層体内部に含有する有機物を燃焼させ、さらに積層体を焼成してセラミック焼結体を形成し、該セラミック焼結体に外部電極を設けて積層セラミック電子部品を形成する。ここで、前記乾燥温度は、１００℃より高く１８０℃より低い温度、好ましくは１２０℃以上１５０℃以下とする。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに所定のパターンからなる導電ペーストを表面に形成した複数のセラミックグリーンシートを積層、圧着することによりマザー基板を形成する工程と、
該マザー基板から個々のセラミック電子部品単位の積層体を切り出す工程と、
該工程により切り出された複数の積層体を焼成する工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記マザー基板を前記複数の積層体に切り出す前に、前記マザー基板を、該マザー基板に含まれる可塑剤の沸点より高く且つバインダの分解温度より低い温度で熱処理する工程を含む積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記可塑剤はジオクチルフタレートであり、前記バインダはポリビニルブチラートであって、前記熱処理工程での温度は、１００℃より高く１８０℃未満である請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程での温度は、１２０℃以上１５０℃以下である請求項２に記載の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】
この発明は、積層セラミックコンデンサのような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】
通常、積層セラミック電子部品の製造に際しては、まず複数の積層体が配列形成されたマザー基板を形成することで複数の積層体を同時に形成し、その後マザー基板を個々の積層体に切断してから焼成する方法が採られている。
【０００３】
例えば、積層セラミックコンデンサの場合、図４（ａ）のフローチャートに示す工程で製造される。まず、導電ペーストをマトリクス状に塗布した複数枚のセラミックグリーンシートを積層して、所定の圧力でプレスすることでマザー基板を形成する（ｓ１０１）。次に、マザー基板を個々の積層セラミックコンデンサ単位の積層体に切り出す（ｓ１０２）。切り出された複数の積層体を熱処理することで、セラミックグリーンシートおよび導電ペーストに含まれる可塑剤やバインダ等の不純物を燃焼させて脱バインダを行う（ｓ１０３）。次に、積層体を焼成することによりセラミックグリーンシートが誘電体層となり、導電ペーストパターンが内部電極となったセラミック焼結体を形成する（ｓ１０４）。このセラミック焼結体の内部電極が露出している面を含む外面に外部電極用導電ペーストを塗布し、該導電ペーストを焼結することで外部電極を形成する（ｓ１０５）。
【０００４】
また、切断後の積層体の付着を防止するために、脱バインダ工程（ｓ１０３）の前に乾燥を行うことが特開平６−３１０３６５号公報に開示されている。この製造方法は、マザー基板から複数の積層体を切り出した後に、所定の温度と時間で乾燥を行うものであり、図４（ｂ）のフローチャートに示す工程で積層セラミック電子部品（積層セラミックコンデンサ）が製造される。
【０００５】
図４（ｂ）に示すように、前記技術では、導電ペーストをマトリクス状に塗布した複数枚のセラミックグリーンシートを積層してマザー基板を形成し、該マザー基板を個々の積層セラミックコンデンサ単位の積層体に切り出す（ｓ１０１→ｓ１０２）。その後、切り出された複数の積層体を所定の温度、時間で乾燥する（ｓ１１０）。乾燥された複数の積層体を脱バインダする（ｓ１０３）。さらに本焼成してセラミック焼結体を形成し（ｓ１０４）、該セラミック焼結体の外面に外部電極用導電ペーストを塗布し、該導電ペーストを焼結させることで外部電極を形成し（ｓ１０５）、積層セラミックコンデンサを構成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、積層体焼成後、セラミック焼結体内部で内部電極と誘電体層とが剥がれる、すなわち積層された誘電体層間に層間ハガレが生じるという問題があった。この層間ハガレの原因として脱バインダ工程において、バインダ及び可塑剤や溶液等の有機物が同時に燃焼して分解されることにより、この分解ガスが一度に抜け出ようとするためである。この点を考慮すると、特開平６−３１０３６５号のように、熱処理を、７０〜２００℃程度の乾燥工程と３００℃以上の脱バインダの２回に分けて行った場合、可塑剤の一部や溶剤は乾燥工程で抜け出るため、上記層間ハガレを抑制することができると考えられる。しかしながら、特開平６−３１０３６５号の技術を用いると、むしろ乾燥工程を設けない場合よりも層間ハガレが大きくなる傾向があることが分かった。
【０００７】
そこで、層間ハガレの原因をさらに追求した結果、マザー基板形成時のプレスによってマザー基板内部に内部歪みが生じており、積層セラミックコンデンサ単位に切り出す際に、切断歯による機械的負荷が作用して開放されやすい状態、すなわち、誘電体層間の接合強度が弱くなっていることが分かった。すなわち、誘電体層間の接合強度が弱くなっている状態で、脱バインダや乾燥等の熱処理でバインダ及び可塑剤や溶液等の有機物が抜け出るため、層間ハガレが発生していることが分かった。
【０００８】
この発明の目的は、マザー基板の内部歪みを緩和し、セラミック焼結体の層間ハガレの発生を抑制することができる、セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に示す積層電子部品の製造方法では、マザー基板から複数の積層体を切り出す前に、マザー基板に含まれる可塑剤の沸点より高く且つバインダの分解温度より低い温度でマザー基板を熱処理する工程を含むことを特徴としている。
【００１０】
この熱処理温度は、可塑剤がジオクチルフタレートでバインダがポリビニルブチラートの場合、１００℃より高く１８０℃未満であることが望ましく、より好ましくは１２０℃以上１５０℃以下であることが望ましい。
【００１１】
この構成では、前記所定の温度でマザー基板を熱処理することで、マザー基板内部の可塑剤や溶剤等の一部が分解して外部に放出されるので、マザー基板内の有機物の含有量が低下し、有機物が一度燃焼して層間強度が低下することが抑制される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る積層電子部品の製造方法について、図を参照して説明する。なお、本実施形態では、積層セラミック電子部品として積層セラミックコンデンサを例に説明する。
【００１３】
図１は積層セラミックコンデンサの断面斜視図である。
図２はマザー基板から積層体を切り出した状態を示した斜視図である。
図３は本実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造工程を示すフローチャートである。
【００１４】
図１に示すように、この積層セラミックコンデンサは、誘電体層３と内部電極２とを所定数交互に積層してなるセラミック焼結体１の、内部電極２が露出する外面に、該内部電極２に導通する外部電極４を設けた構造である。
【００１５】
次に、積層セラミックコンデンサの製造工程について図２、図３を参照して説明する。
まず、セラミック粉末に合成樹脂バインダおよび可塑剤等の有機溶剤を混練してなるセラミックスラリーを作製し、このセラミックスラリーを均一な厚みの平面状にしてセラミックグリーンシートを形成する。次に、それぞれのセラミックグリーンシートの表面に導電ペーストで、焼成後に内部電極となるパターンを形成した後、これらのセラミックグリーンシートを積層して、所定の圧力でプレスすることでマザー基板１００を形成する（ｓ１）。
【００１６】
次に、マザー基板１００を、空気中等、所定の雰囲気で可塑剤等の有機溶剤の沸点温度よりも高く、バインダが分解する温度よりも低い温度で熱処理する（ｓ２）。
【００１７】
熱処理されたマザー基板１００は、図２に示すように、それぞれが積層セラミックコンデンサとなる大きさの積層体１０に切断される。この状態で、各積層体１０は、導電パターン２０とセラミックグリーンシート３０とを積層した状態となっている（ｓ３）。
【００１８】
このようにマザー基板１００から切り出した積層体１０を所定の温度、雰囲気で熱処理することで、積層体１０内に存在する有機溶剤やバインダ等の不純物を燃焼させて、脱バインダを行う（ｓ４）。さらに積層体１０を焼成してセラミック焼結体１を形成する（ｓ５）。
【００１９】
そして、セラミック焼結体１の内部電極２が露出している面に導電ペーストを塗布し、焼結させることで、外部電極４を形成する（ｓ６）。
【００２０】
次に、熱処理の温度条件についての実験結果を示す。
【００２１】
本実験には、長さが２．０ｍｍで、幅が１．２５ｍｍで、高さが０．８５ｍｍの外形を成し、焼成後の誘電体層の厚みが３．０μｍとなるようにセラミックグリーンシートが形成されており、内部電極数が１２０層の積層体をマトリクス状に多数配列形成しているマザー基板を用いた。このマザー基板を乾燥させた後にマザー基板から積層体を切り出して、該積層体を焼成してセラミック焼結体を形成する。そして、該セラミック焼結体における層間ハガレを目視確認して、その発生率を調査した。更に、従来技術との比較のため、熱処理を行わずに焼成を行った場合と、マザー基板から積層体を切り出した後に、熱処理して焼成を行った場合についても実験した。なお、本実験では、加熱温度をパラメータをして、加熱時間を３０分に固定してオーブンで加熱を行った。実験結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１から判るように、マザー基板の状態で加熱し、その加熱温度が１００℃より高く１８０℃よりも低い場合には層間ハガレの発生率が低下する。さらに、加熱温度が１２０℃以上１５０℃以下であれば、層間ハガレの発生率は一段と低下する。
【００２４】
一方、マザー基板の状態で加熱して、その加熱温度が１００℃以下である場合には、層間ハガレの発生率は従来技術（脱バインダ以外の熱処理を行わない場合）の場合と変わらない。また、加熱温度が１８０℃以上である場合、マザー基板の状態で分解される可塑剤や溶剤が多すぎて、むしろ層間ハガレが生じやすくなる。
【００２５】
前記結果より、加熱温度が１００℃より高く１８０℃より低い場合、好ましくは１２０℃以上１５０℃以下である場合に、層間ハガレの抑制効果が得られることが判る。
【００２６】
このことは、一般にジオクチルフタレート等の可塑剤の沸点が１００℃程度であり、この温度よりも高い温度でマザー基板を加熱することで、マザー基板内に含まれている可塑剤の一部が分解し外部に放出されるため、焼成時に積層体に含まれる有機物の含有量が低下するからであると考えられる。これにより、脱バインダ時の有機物の燃焼による層間強度の低下を抑制することができる。また、マザー基板作製時には前述のようにプレスを行うが、通常、このプレスによりマザー基板内部に歪みが生じる。しかし、マザー基板を前記のように加熱することにより、この歪みが緩和される。これにより、焼成時に生じる層間ハガレを抑制することができる。
【００２７】
また、マザー基板から積層体を切り出した後に加熱する場合には、層間ハガレの発生率は加熱温度に関係なく従来技術と変わらない。これは、マザー基板を熱処理していない状態で切断するので、切断刃の機械的負荷により積層体の内部歪みが解放されやすい状態となり、層間強度を低下させるからであると考えられる。このため、積層体に切断した後に乾燥を行っても、焼成による層間ハガレの発生を抑制することができない。
【００２８】
むしろ、表１においては、加熱温度によっては従来技術よりも層間ハガレが増加している。これは、本実験では、加熱にオーブンを用いているためであると考えられる。すなわち、オーブンは徐々に昇温するようなものではないため、可塑剤等が一度に分解して、層間強度の低下した部分から抜け出すことで層間ハガレが生じやすくなっていると思われる。
【００２９】
【発明の効果】
この発明に示す積層電子部品の製造方法によれば、マザー基板から複数の積層体を切り出す前に、マザー基板に含まれる可塑剤の沸点より高く且つバインダの分解温度より低い温度でマザー基板を熱処理すること、さらに、この加熱温度を、１００℃より高く１８０℃未満とし、より好ましくは１２０℃以上１５０℃以下とすることで、マザー基板に含まれる可塑剤や溶剤等の一部が分解して外部に放出されるので、マザー基板内の有機物の含有量が低下し、焼成時に有機物が燃焼して層間強度の低下が抑制できる。また、マザー基板の状態で熱処理することで、内部歪みを解放して積層体を切り出す際の層間強度の低下を抑制できる。これにより、焼成時の層間ハガレの発生率を抑制することができ、安定して積層セラミック電子部品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面斜視図
【図２】本発明の実施形態に係るマザー基板の外観斜視図
【図３】本発明の実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造工程を示すフローチャート
【図４】従来の積層セラミック電子部品の製造工程を示すフローチャート
【符号の説明】
１−セラミック焼結体
２−内部電極
３−誘電体層
４−外部電極
１０−積層体
２０−導電パターン
３０−セラミックグリーンシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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