(57)【要約】【課題】第２のセラミック層の剥離を抑制することのできる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ものである。【解決手段】第１のセラミック層１１と可塑剤を含有する金属ペーストを用いて形成した内部電極１３とを交互に積層し、上下に第２のセラミック層１２を積層した積層体を作製する。次に、積層体を所定の温度で保持することにより可塑剤を第２のセラミック層１２に拡散させる。その後、積層体の加圧及び加熱を行ない焼成する。最後に外部電極１４を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可塑剤非含有の第１のセラミック層と可塑剤を含有する金属ペーストを用いて形成した内部電極とを交互に積層し、上下に可塑剤非含有の第２のセラミック層を積層した積層体を作製する第１の工程と、前記可塑剤を前記第２のセラミック層に拡散させる第２の工程と、前記積層体の加圧及び加熱を行なう第３の工程と、前記積層体を焼成する第４の工程とを有するセラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
第１及び第２のセラミック層は網目構造を有する請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
可塑剤は、フタル酸系可塑剤を用いる請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
第１及び第２のセラミック層の多孔度は５０％以上である請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
第３の工程後の、第１のセラミック層と第２のセラミック層の密度の差は、０．１ｇ／ｃｍ３以下である請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
第２の工程は、積層体を所定時間保持することにより行なう請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項７】
第２の工程において積層体を加熱する請求項６に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項８】
第２のセラミック層を形成する無機粉末の粒径は１．０μｍ以下である請求項７に記載のセラミック電子部品の製造方法。
【請求項９】
金属ペースト中の可塑剤は、金属成分の４〜６ｗｔ％である請求項１に記載の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、例えば積層セラミックコンデンサなどの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】
従来のセラミック電子部品の製造方法について、積層セラミックコンデンサを例に説明する。
【０００３】
セラミック原料粉末とバインダや可塑剤などの有機物を用いてセラミックシートを作製する。
【０００４】
また、金属粉末とバインダとを用いて内部電極となる金属ペーストを作製する。
【０００５】
このセラミックシートを複数枚積層して、第２のセラミック層を作製し、この上に第１のセラミック層となるセラミックシートと金属ペーストを用いて作製した内部電極とを交互に積層する。そしてこの上に再びセラミックシートを複数枚積層して第２のセラミック層を作製し積層体を得る。
【０００６】
第２のセラミック層はセラミックシートを複数枚積層して作製するため、第１のセラミック層よりも厚いものである。
【０００７】
次に、積層体を加熱及び加圧して一体化させた後、所望の形状に切断し、焼成する。
【０００８】
次いでこの積層体の両端面に外部電極を形成することにより、積層セラミックコンデンサを得る。
【０００９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−６７５７８号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
セラミックシート中に可塑剤を含有すると保存期間や保存状態により物性が変化するため可塑剤を含有しないことが望ましい。しかし、可塑剤を含まないセラミックシートは接着力が弱く、内部電極と交互に積層されることのない第２のセラミック層ではシート間の接着力が不十分となり、第２のセラミック層が剥離するという問題点を有していた。
【００１２】
そこで本発明は、可塑剤非含有のセラミックシートを用いても、第２のセラミック層の剥離を抑制することのできる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ものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、以下の構成を有するものである。
【００１４】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、可塑剤非含有の第１のセラミック層と可塑剤を含有した内部電極とを交互に積層し、上下に可塑剤非含有の第２のセラミック層を設けた積層体において、内部電極に含まれる可塑剤を第２のセラミック層に拡散させた後、焼成するものであり、第１のセラミック層と第２のセラミック層の接着強度が向上するので、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、第１及び第２のセラミック層は網目構造を有するものであり、可塑剤を拡散させやすく、第１のセラミック層と第２のセラミック層の接着強度が向上するので、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、可塑剤としてフタル酸系可塑剤を用いるものであり、通常セラミックに使用される樹脂に比べ分子量が大きくないので第２のセラミック層に拡散させやすく、第１のセラミック層と第２のセラミック層の接着強度が向上し、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、多孔度が５０％以上の第１及び第２のセラミック層を用いるものであり、第２のセラミック層に可塑剤を拡散させやすく、第１のセラミック層と第２のセラミック層の接着強度が向上し、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００１８】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、積層体を加圧した後の第１のセラミック層と第２のセラミック層の密度差は、０．１ｇ／ｃｍ３以下とするものであり、焼成時の収縮率が大きく異ならないので第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００１９】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、可塑剤の拡散は積層体を所定時間保持することにより行なうものであり、第２のセラミック層に可塑剤を拡散させ、第１のセラミック層と第２のセラミック層の接着強度が向上し、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００２０】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、可塑剤の拡散は積層体を加熱することにより行なうものであり、可塑剤の流動性が向上し、より速く第２のセラミック層に可塑剤を拡散させ、第１のセラミック層と第２のセラミック層の接着強度が向上し、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００２１】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、第２のセラミック層を形成する無機粉末の粒径は１．０μｍ以下とするものであり、一般的に無機粉末の粒径が小さくなるほど、第２のセラミック層の密度は向上させにくくなるのであるが、可塑剤を拡散させることにより加熱圧着をする場合、セラミックシート内部のセラミック粒子が流動しやすくなり十分に第２のセラミック層の密度を向上させることができる。
【００２２】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、金属ペースト中の可塑剤は金属成分の４〜６ｗｔ％とするものであり、第２のセラミック層に可塑剤を拡散させやすく、第１のセラミック層と第２のセラミック層の接着強度が向上し、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態１を用いて、本発明の、特に、請求項１〜９に記載の発明について積層セラミックコンデンサを用いて説明する。
【００２４】
図１は本実施の形態１における積層セラミックコンデンサの断面図であり、１１は第１のセラミック層、１２は第２のセラミック層、１３は内部電極、１４は外部電極である。
【００２５】
まず重量平均分子量が４００，０００以上のポリエチレンとチタン酸バリウムを主成分とするセラミック原料粉末とを用いて、空隙率が５０％以上のセラミックシートを作製する。
【００２６】
セラミックシートは、第１及び第２のセラミック層１１，１２となるものであり、網目構造を有する。つまり、ポリエチレンが網目構造でかつ層状になっており、この網目にセラミック粉末が吸着しており結局セラミック粉末も網目構造のものが層状になっているのである。
【００２７】
また、ニッケルにバインダとしてエチルセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、可塑剤としてベンジルブチルフタレート、溶剤として脂肪族または芳香族系溶剤を添加した金属ペーストを準備し、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のベースフィルム上に内部電極１３を複数形成する。可塑剤はニッケルの４〜６ｗｔ％添加する。可塑剤は内部電極１３となる金属ペーストに必ず添加されるものではなく、また添加されたとしても通常は３ｗｔ％程度である。本実施の形態は、可塑剤の添加量を金属成分の４〜６ｗｔ％とすることにより、第２のセラミック層１２への拡散を促進しているのである。
【００２８】
また、後工程で内部電極１３とベースフィルムとを離型させやすくするために、あらかじめベースフィルム上にアクリル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂のうち、少なくとも一種類以上からなる離型層を形成してから内部電極１３を印刷することが望ましい。特にアクリル樹脂とメラミン樹脂を混合系においては所望の離型性が得られる。また、シリコン樹脂においては所望の離型性が得られる他、耐溶剤性、耐湿性などに優れるために有効である。
【００２９】
次に、内部電極１３をベースフィルムごと第１のセラミック層１１となるセラミックシート上に積層し、ベースフィルム上から加圧及び加熱して内部電極１３を第１のセラミック層１１に転写後、ベースフィルムを剥離し、内部電極付き第１のセラミック層１１を作製する。
【００３０】
次いで、セラミックシートを複数枚積層して形成した第２のセラミック層１２の上に内部電極付き第１のセラミック層１１を所望の枚数積層し、続いてセラミックシートを複数枚積層した第２のセラミック層１２を積層し、積層体を得る。
【００３１】
基本的に第１のセラミック層１１は一枚のセラミックシートで、第２のセラミック層１２は複数のセラミックシートで構成されている。
【００３２】
内部電極付き第１のセラミック層１１を積層する際、加圧及び加熱を行なうのであるが、加圧は１１５ＭＰａ、加熱は１３０℃として、第１のセラミックシート間の接着を行なうと共に、内部電極１３に含まれる可塑剤を拡散させる。ただし、積層体において可塑剤は均一に拡散していない状態である。
【００３３】
さらに、積層体を６０℃で２４時間保持することにより、内部電極１３の可塑剤が第２のセラミック層１２内部に均一に拡散し、各層間の接着強度を向上させる。この時、前述したように第１及び第２のセラミック層１１，１２は多孔度が５０％以上でまた網目構造をしているため、可塑剤を拡散させやすい。
【００３４】
積層体の保持は、可塑剤の流動性が促進される温度以上で行なうことが望ましい。しかし、積層体の形状保持のためポリエチレンの融点以下とすることが望ましい。従って、６０℃以上１４０℃以下が望ましい。
【００３５】
その後、積層体全体を１５０ＭＰａ、１６５℃で加圧及び加熱し、一体化させる。
【００３６】
その後、積層体を所望の形状に切断し、脱脂後、焼成し、内部電極１３の露出した端面に外部電極１４を形成することにより図１に示す積層セラミックコンデンサを得る。
【００３７】
この積層セラミックコンデンサは、第２のセラミック層１２の剥離が発生せず、優れた特性を有するものとなる。
【００３８】
さらに、第１及び第２のセラミック層１１，１２を構成するセラミックシートに可塑剤を添加していないので、用いるセラミックシートの保存期間あるいは保存状態を考慮する必要がなく、生産性に優れたものとなる。
【００３９】
また、本実施の形態においては、小型で大容量のコンデンサを得るため、セラミックシートを構成する原料粒子は平均粒径１．０μｍ以下のものを用いている。通常、原料粒子の粒径が小さくなればなるほど、セラミックシートの密度を向上させにくくなる。可塑剤を含まない第１及び第２のセラミック層１１，１２においても同様であり、厚みの異なる両者の密度差を小さくすることは困難である。しかし、可塑剤拡散工程において、加熱することにより、可塑剤の流動性だけでなく、原料粒子の流動性も向上させることができる。従って、可塑剤拡散工程後、加圧及び加熱を行う際、原料粒子が移動し、第１のセラミック層１１と第２のセラミック層１２の密度差を０．１ｇ／ｃｍ３以下にでき、焼成の両者の収縮率の違いによる第２のセラミック層１２の剥離を抑制しやすい。
【００４０】
なお、本実施の形態においては可塑剤として、ベンジルブチルフタレートを用いたが、これ以外にもジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ベンジルジブチルフタレート、ベンジルオクチルフタレート等の分子量の小さいフタル酸系可塑剤を用いても同様の効果が得られる。これらフタル酸系可塑剤は、内部電極１３となる金属ペーストに通常、使用される樹脂（エチルセルロース、アクリル樹脂、ブチラール樹脂など）と相溶性に優れ、可塑剤が積層体内部で移動しやすくなり、第２のセラミック層１２と第１のセラミック層１１の一体化を図りやすくなる。
【００４１】
また、積層セラミックコンデンサを例に説明したが、セラミック層と内部電極とを交互に積層し、上あるいは下の少なくとも一方にさらにセラミック層を設ける積層サーミスタ、積層インダクタ、積層バリスタ、セラミック基板などのセラミック部品においては同様の効果が得られる。
【００４２】
【発明の効果】
以上、本発明によると、内部電極に添加した可塑剤を第２のセラミック層に拡散させ、第１のセラミック層との密着性を向上させることにより、焼成時、第２のセラミック層の剥離を抑制することができる。その結果として、優れた特性のセラミック電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における積層セラミックコンデンサの断面図
【符号の説明】
１１  第１のセラミック層
１２  第２のセラミック層
１３  内部電極
１４  外部電極
【図１】
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