(57)【要約】【課題】厚み差が小さいグリーンシートを得ることができる電子部品製造用樹脂フィルム及びグリーンシートの製法並びに積層型電子部品の製法を提供する。【解決手段】有機成分を含有するセラミックスラリが塗布される電子部品製造用樹脂フィルム１であって、面内のヤング率の標準偏差値を、面内の平均ヤング率で除算した値（ＣＶｙ値）が２０％以下であることを特徴とする。【選択図】図１
2004200241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機成分を含有するセラミックスラリが塗布される電子部品製造用樹脂フィルムであって、面内のヤング率の標準偏差値を、前記面内の平均ヤング率で除算した値（ＣＶｙ値）が２０％以下であることを特徴とする電子部品製造用樹脂フィルム。
【請求項２】
有機成分を含有するセラミックスラリを、テンションがかけられた樹脂フィルム上に塗布する工程を具備するグリーンシートの製法において、前記樹脂フィルムの面内のヤング率の標準偏差値を、前記面内の平均ヤング率で除算した値（ＣＶｙ値）が２０％以下であることを特徴とするグリーンシートの製法。
【請求項３】
樹脂フィルムの厚さは５０μｍ以下であることを特徴とする請求項２記載のグリーンシートの製法。
【請求項４】
グリーンシートの厚さは１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２又は３記載のグリーンシートの製法。
【請求項５】
グリーンシートの面内厚みの標準偏差値を、前記面内の平均厚みで除算した値（ＣＶｔ値）が１％以下であることを特徴とする請求項２乃至４のうちいずれかに記載のグリーンシートの製法。
【請求項６】
請求項２乃至５のうちいずれかに記載のグリーンシートの製法により作製されたグリーンシートを複数積層してなるとともに、前記グリーンシート間に複数の内部電極パターンが形成された母基板成形体を作製する工程と、該母基板成形体を、電子部品本体となる本体成形体毎に切断する工程と、該本体成形体を焼成して電子部品本体を作製する工程とを具備する積層型電子部品の製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品製造用樹脂フィルム及びグリーンシートの製法並びに積層型電子部品の製法に関し、例えば多層配線基板、積層セラミックコンデンサ、積層型アクチュエータ、圧電トランス等の電子部品に好適に用いられる電子部品製造用樹脂フィルム及びグリーンシートの製法並びに積層型電子部品の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、積層型電子部品に用いられるセラミックグリーンシートは以下のような工程によって製造されている。まず、セラミック粉体を有機溶剤等の溶媒に添加し、振動ミル、ボールミルなどの分散機を用いて分散させた泥漿に、バインダと呼ばれる接着性の樹脂を溶媒に溶かした溶液を混合し、セラミックスラリを作製する。
【０００３】
作製したセラミックスラリをドクターブレード、グラビアコータ、マイクログラビア、リバースロールコータなどの公知成形方法により、表面を離型処理したＰＥＴ、ＰＥＮフィルムなどの樹脂フィルム（キャリアフィルム）にテンションをかけた状態で塗布し、乾燥してシート状成形体（グリーンシート）が作製されていた。この樹脂フィルムは、コスト低減のため、薄層化が進められており、近年では５０μｍ以下のものが使用されるようになっている。
【０００４】
又、近年においては、積層型電子部品の小型薄層化に伴い、グリーンシートの厚みも２０μｍ以下と薄くなり、最近では５μｍ以下のものも作製されるようになってきている。
【０００５】
このような薄層のグリーンシートの成形には、図２に示すエクストルージョン型塗布装置が好適に用いられ、一定の圧力でセラミックスラリを吐出するヘッド９の吐出孔を、テンションをかけた状態の樹脂フィルム１に押し当て、セラミックスラリを吐出孔から吐出するとともに、樹脂フィルム１を巻き取り移動させることにより、薄層のグリーンシート３を作製していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、積層型電子部品は、グリーンシート３を複数積層してなるとともに、グリーンシート３間に複数の内部電極パターン１１が形成された図３に示すような母基板成形体１５を作製し、この母基板成形体１５を、電子部品本体となる本体成形体毎に切断し、該本体成形体を焼成して電子部品本体を作製し、これに外部電極を形成することにより作製されていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３４００７７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２に示すようなグリーンシートの製法によれば、グリーンシート３の厚みは、ヘッド９からのスラリの吐出力と樹脂フィルム１の反力により決定され、樹脂フィルム１の幅方向の反力に局所的なバラツキが存在すれば、図４に示すような面内厚み分布の大きいセラミックグリーンシート３しか得られないという問題があった。
【０００９】
即ち、例えば幅方向中央部の樹脂フィルム１の反力が大きければグリーンシート３の厚みが中央部よりも外側の方が厚く形成されてしまい、このようなグリーンシート３を用いて母基板成形体１５を作製すると、例えば、母基板成形体１５の中央部が凹、外側が凸となり、グリーンシート３の積層数に応じて波打ち、この母基板成形体１５を用いて積層型コンデンサを作製すると、母基板成形体１５の中央部を用いて積層型コンデンサを作製した場合と、外側を用いて積層型コンデンサを作製した場合とでは、内部電極により挟持された誘電体層の厚さが異なり、積層型コンデンサとしての静電容量や製品高さが大きく異なり、製品の歩留まりを大きく落とすという問題があった。特にグリーンシート３の薄層化、高積層化が押しし進められている近年においては、顕著な問題であった。
【００１０】
これは、以下のような理由によるものであった。即ち、図２に示すように、テンションがかけられた樹脂フィルム１にヘッド９の吐出孔を押し当て、樹脂フィルム１を巻き取ることにより樹脂フィルム１を移動させ、スラリを樹脂フィルム１上に塗布し、薄層のグリーンシート３を作製していたが、樹脂フイルム１の移動方向と直交する方向（樹脂フィルム１の幅方向）におけるヤング率は面内分布をもちその差が大きく、即ち、樹脂フィルム１の移動方向と直交する面内のヤング率の標準偏差値を、前記面内の平均ヤング率で除算した値（ＣＶｙ値）が大きいためであった。
【００１１】
特に、近年においては、コスト低減のため、樹脂フィルム１の厚みは５０μｍ以下、特には３０μｍ以下となってきており、樹脂フィルム１のヤング率差によるグリーンシート３厚み差比率が大きくなるという問題があった。また、積層型電子部品の薄層化を達成するため、グリーンシート３の厚みも５μｍ以下と薄くなっており、ますます樹脂フィルム１のヤング率差によるグリーンシート３厚み差比率が大きくなるという問題があった。さらに、グリーンシート３の積層数が多くなるほど静電容量差や製品高さ差が顕著になり、また薄層化されたグリーンシート３においては、局所的にフィルム１のヤング率の大きい部分は、所望のシート厚みより薄くなり、その部分を使用して製造した積層型コンデンサは静電容量差や製品高さ差が大きくなる他、ショート不良、高温負荷寿命などの信頼性の低下を招くという問題があった。
【００１２】
従って、本発明は、厚み差が小さいグリーンシートを得ることができる電子部品製造用樹脂フィルム及びグリーンシートの製法並びに積層型電子部品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】
本発明の電子部品製造用樹脂フィルムは、有機成分を含有するセラミックスラリが塗布される電子部品製造用樹脂フィルムであって、面内のヤング率の標準偏差値を、前記面内の平均ヤング率で除算した値（ＣＶｙ値）が２０％以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のグリーンシートの製法は、有機成分を含有するセラミックスラリを、テンションがかけられた樹脂フィルム上に塗布する工程を具備するグリーンシートの製法において、前記樹脂フィルムの面内のヤング率の標準偏差値を、前記面内の平均ヤング率で除算した値（ＣＶｙ値）が２０％以下であることを特徴とする。
【００１５】
このようなグリーンシートの製法では、樹脂フィルムの面内のヤング率差が小さいため、テンションがかけられた樹脂フィルムにヘッドの吐出孔を押し当て、スラリを樹脂フィルム上に塗布しても、ヘッドからのスラリ吐出力とフィルム反力の差がほぼ一定になることから、ヘッドの吐出孔と樹脂フィルムとの間隔はほぼ一定となり、樹脂フィルム上にほぼ一定厚みのグリーンシートを形成することができ、グリーンシートの面内厚みの標準偏差値を、面内の平均厚みで除算した値（ＣＶｔ値）が１％以下のものも得ることができる。
【００１６】
このようなグリーンシートを用いて、例えば積層型電子部品としての積層型コンデンサを形成すると、多数の積層型コンデンサにおいて内部電極により挟持された誘電体層の厚さが殆ど同じになり、静電容量分布や製品高さの分布を小さくでき、製品の歩留まりを大きく向上することができる。
【００１７】
即ち、本発明の積層型電子部品の製法は、上記グリーンシートの製法により作製されたグリーンシートを複数積層してなるとともに、前記グリーンシート間に複数の内部電極パターンが形成された母基板成形体を作製する工程と、該母基板成形体を、電子部品本体となる本体成形体毎に切断する工程と、該本体成形体を焼成して電子部品本体を作製する工程とを具備する製法である。
【００１８】
また、本発明のグリーンシートの製法では、樹脂フィルムの厚さが５０μｍ以下であることを特徴とする。このように、樹脂フィルムの厚さが５０μｍ以下となる場合には、特に、面内ヤング率差が大きくなる傾向があり、本発明を有効に用いることができる。
【００１９】
また、本発明のグリーンシートの製法は、グリーンシートの厚さが１０μｍ以下であることを特徴とする。このようにグリーンシートの厚さが薄い場合には、グリーンシートの部分的な厚み差が、作製された積層型電子部品の形状や静電容量等に大きく影響するが、本発明では、樹脂フィルム上にほぼ一定厚みのグリーンシートを形成することができるため、母基板成形体の位置により、得られた積層型電子部品の形状や静電容量等が大きく異なることがなく、ほぼ同一形状や同一特性の積層型電子部品を得ることができ、歩留まりを向上できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の積層型電子部品の製法を積層型コンデンサを例に説明する。先ず、電子部品製造用樹脂フィルム（キャリアフィルム）を準備する。この樹脂フィルムとしては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）が使用されるが、特には表面を離型処理したＰＥＴ、ＰＥＮからなる樹脂フィルムが望ましい。特に安価という点から、樹脂フィルムとしてはＰＥＴが望ましい。
【００２１】
ここで樹脂フィルムの離型処理としては、薄層化されたグリーンシートにおいても損傷無く容易に剥離できるという点から、樹脂フィルム表面に、活性基を持つ硬化型シリコン樹脂膜を有することが望ましい。
【００２２】
そして、本発明の電子部品製造用樹脂フィルムは、図１に示すように、セラミックスラリを塗布する際に、樹脂フィルム１が移動する方向（Ｘ方向）と直交する面内方向（Ｙ方向：樹脂フィルムの幅方向）のヤング率の標準偏差値を、前記面内方向（Ｙ方向）の平均ヤング率で除算した値（ＣＶｙ値）が２０％以下とされている。ＣＶｙ値が２０％よりも大きい場合には、樹脂フィルム１の幅方向におけるヤング率差が大きいことになり、図２に示すように、セラミックスラリを塗布して樹脂フィルム１上にグリーンシート３を形成する場合に、グリーンシート３の厚み差が大きくなり、作製した積層型コンデンサの形状や特性のバラツキが大きくなり、歩留まりが悪化するからである。特に、ＣＶｙ値は１８％以下、さらにグリーンシート３の厚みを３．５μｍ以下とする場合には１５％以下であることが望ましい。
【００２３】
電子部品製造用樹脂フィルム１は、２軸延伸法により製造されていることから、一般的にＣＶｙ値は３０％程度と大きいため、樹脂フィルム１に１〜１０ＭＰａの張力を掛け、樹脂フィルム１を形成する合成樹脂の軟化する温度、例えばＰＥＴの場合には８０〜１２０℃の温度を１０秒から１分間保持し、その後室温まで自然冷却することにより、ＣＶｙ値を２０％以下とすることができる。さらに、ＣＶｙ値を１５％以下と低下させるためには、上記の張力下での熱処理を複数回繰り返し行うことが望ましい。
【００２４】
また、樹脂フィルム１の厚さは５０μｍ以下であることが望ましい。このように薄くすることにより、樹脂フィルム１のコストを低減できる。特に樹脂フィルム１の厚みは３０μｍ以下、特には２０μｍ以下であることが望ましい。樹脂フィルム１の厚さが薄くなる程、テンションをかけ、セラミックスラリを吐出孔から吐出すると、樹脂フィルム１のヤング率差が大きく影響し、同じ母基板成形体を用いて作製した積層型コンデンサであっても、母基板成形体の使用位置により形状バラツキや特性バラツキが発生し易いが、本発明では、上記したように、樹脂フィルムのヤング率差を小さくしたため、同じ母基板成形体を用いて作製した積層型電子部品は、ほぼ同じ形状、同じ特性を有しており、歩留まりを大きく向上できる。
【００２５】
次に、上記樹脂フィルム１にセラミックスラリを塗布する。セラミックスラリは以下のようにして得られる。例えば、セラミック粉末と、分散剤と、有機溶剤と、バインダとを混合し、振動ミル、ボールミルなどの分散機を用いて分散させ、セラミックスラリを作製した。尚、本発明では、セラミックスラリは、上記した例に限定されるものではない。
【００２６】
セラミックスラリの粘度と、樹脂フィルム（キャリアフィルム）に塗布するときの塗布速度としては、シートの薄層化において、ピンホール、膜切れの発生しない、粘度１０〜５００ｍＰａ・ｓｅｃ、塗布速度１００ｍ／ｍｉｎ以下であることが望ましい。
【００２７】
次に、図２に示したように、繰り出しロール５と巻き取りロール７間でテンションをかけられた樹脂フィルム１にヘッド９の吐出孔を押し当て、セラミックスラリを吐出孔から押し出すことにより樹脂フィルム１上にセラミックスラリを塗布し、例えば４０〜１００℃で乾燥させ、樹脂フィルム１上にグリーンシート３を形成する。
【００２８】
尚、オフセットの塗布装置としてキスコーター、グラビアロールコーター、ロッドコーターなどにより塗布しても良い。
【００２９】
グリーンシート３の厚さは１０μｍ以下であることが、電子部品の小型高容量化という点から望ましい。特には、５μｍ以下、さらには３．５μｍ以下であることが望ましい。そして、樹脂フィルム１の移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）のグリーンシート３の面内厚みの標準偏差値を、面内の平均厚みで除算した値（ＣＶｔ値）は１％以下とされている。特に、積層数の多い小型高容量の電子部品では、製品寸法、静電容量のバラツキがグリーンシート厚みバラツキの積層数倍となりその影響が大きいという点から、ＣＶｔ値は０．５％以下が望ましい。
【００３０】
本発明は、樹脂フィルム１として、幅が１００〜５００ｍｍ、厚みが１０〜５０μｍのものに好適に用いることができ、セラミックスラリを塗布する工程において、塗布速度が１０〜１００ｍ／ｍｉｎであり、塗布時のフィルムの張力が１〜１０ＭＰａである場合に好適に用いることができる。
【００３１】
この後、例えば、グリーンシート３上に複数の内部電極パターンを所定間隔をおいて整列して形成し、これらの内部電極パターンが形成されたグリーンシートを複数積層して、図３に示すように、グリーンシート３間に内部電極パターン１１が形成された母基板成形体１５を作製し、この母基板成形体１５を、電子部品本体となる本体成形体毎に切断し、該本体成形体を焼成して電子部品本体を作製し、この電子部品本体に外部電極を形成することにより、積層型コンデンサを作製することができる。
【００３２】
本発明は、グリーンシートの積層数が、１００層以上、特に２００層以上の場合に有効に用いることができる。
【００３３】
【実施例】
まずセラミック粉末を分散させる分散媒、及びバインダを溶解させる溶媒として、トルエンとメタノールの混合有機溶媒を作製した。
【００３４】
次に、セラミック粉末として平均粒径が０．３μｍのＢａＴｉＯ３粉体を用い、上記混合有機溶媒に、ＢａＴｉＯ３粉末と市販の分散剤を添加し、ボールミルにより分散させてセラミック泥漿を作製し、このセラミック泥漿に、上記混合有機溶媒にポリビニルブチラール樹脂、フタル酸ジ２エチルヘキシル（ＤＯＰ）からなる可塑剤を溶解して作製したバインダ溶液を、セラミック泥漿とバインダ溶液の重量比が１：１となるように添加し、セラミックスラリを作製した。
【００３５】
次に、樹脂フィルム（キャリアフィルム）として、幅が２２０ｍｍのＰＥＴフィルム（軟化温度８０℃）を用い、表１に示すような張力をかけ、表１に示すような温度で２０秒間熱処理を１〜３回繰り返した。樹脂フィルムの幅が２２０ｍｍの面内のヤング率分布は動的粘弾性測定器を用いて、図１に示すＹ方向において測定し、その面内平均値、標準偏差からＣＶｙ値を算出した。尚、測定は、樹脂フィルムの端からＹ方向に、３５、６０、８５、１１０、１３５、１６０、１８５ｍｍの位置を中心に５×５０ｍｍに切り出してヤング率を測定し、その平均値、標準偏差を求め、（標準偏差）／（平均値）×１００を算出し、ＣＶｙ値を求めた。
【００３６】
次に、セラミックスラリを用いて、キャリアフィルム上に設計厚み３．５μｍのグリーンシートをダイコーターにて塗布幅２００ｍｍ、塗布速度７５ｍ／ｍｉｎにて成形した。
【００３７】
このグリーンシートの評価のため、セラミックグリーンシートの一辺２００ｍｍの面内厚み分布（Ｙ方向）を測定し、面内平均値と標準偏差からＣＶ値を求めた。面内厚み分布は、グリーンシート両端から１０分割して1辺２ｃｍのシートサンプルを作製して１０点の位置の厚みを蛍光Ｘ線装置を用いて測定し、その平均値、標準偏差を求め、（標準偏差）／（平均値）×１００を算出し、ＣＶｔ値を求めた。
【００３８】
この後、グリーンシートに、Ｎｉを含有する電極ペーストを塗布して内部電極パターンを形成し、内部電極パターンが形成されたグリーンシートをキャリアフィルムから剥離し、これを３００層積層し、その積層体の上下に内部電極パターンが形成されていないグリーンシートを積層して母基板成形体を作製し、これを切断して本体成形体を作製し、この本体成形体を脱脂処理後、還元雰囲気にて１２００〜１３００℃で焼成した。
【００３９】
次に、この焼結体の両端面に外部電極ペーストを塗布し、焼き付けて外部電極を形成し、縦２．０ｍｍ×横１．２ｍｍサイズの積層型コンデンサを一つの母基板成形体から３０００個作製した。電気特性の評価として、静電容量のＣＶｃ値、および製品高さ方向の分布（ＣＶｈ値）を測定し、信頼性試験の評価として、高温負荷試験（１２５℃、１２．６Ｖ、１００時間後の故障率（絶縁抵抗＞１０５Ω以下を故障とした））のＣＶｉ値を評価した。尚、静電容量、製品高さ、高温負荷試験のＣＶ値は、一つの母基板成形体から作製された製品１００個について、（標準偏差）／（平均値）×１００で算出して求めた。
【００４０】
一方、比較例として、熱処理を施していないキャリアフィルムを用いて同様の積層型コンデンサを作製し、同様の評価を行った。その結果を本発明の結果とともに表１に示した。
【００４１】
【表１】
2004200241.tif 000003
【００４２】
この表１の結果から明らかなように、面内ヤング率分布（ＣＶｙ値）が２０％以下のキャリアフィルムを使用すると、セラミックグリーンシートの厚み面内分布（ＣＶｔ値）は１％以下となり、その結果、静電容量、製品高さ寸法分布が小さくなっていることがわかる。このため、電子部品の生産歩留まりが飛躍的に向上することがわかる。また、セラミックグリーンシートの厚み分布（ＣＶｔ値）が小さいため、局所的に薄い誘電体層が少なくなり、それにともない高温負荷試験での故障率が改善されていることがわかる。このため、かかる製法では、飛躍的に製品品質が向上することがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明では、樹脂フィルムの面内ヤング率分布が小さいため、テンションがかけられた樹脂フィルムにヘッドの吐出孔を押し当て、スラリを樹脂フィルム上に塗布しても、ヘッドの吐出孔と樹脂フィルムとの間隔はほぼ一定となり、樹脂フィルム上にほぼ一定厚みのグリーンシートを形成することができ、グリーンシートの面内厚みの標準偏差値を、面内の平均厚みで除算した値（ＣＶｔ値）が１％以下のものを得ることができる。このようなグリーンシートを用いて積層型電子部品を形成すると、例えば、内部電極により挟持された誘電体層の厚さが殆ど同じになり、積層型コンデンサとしての静電容量分布や製品高さ方向の分布を小さくでき、製品の歩留まりを大きく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】樹脂フィルム上にグリーンシートが形成された状態を示す説明図である。
【図２】ヘッドの吐出孔からスラリを吐出して樹脂フィルム上にグリーンシートを形成する状態を示す説明図である。
【図３】母基板成形体を示す断面図である。
【図４】樹脂フィルム上に形成されたグリーンシートを示す断面図である
【符号の説明】
１・・・樹脂フィルム
３・・・グリーンシート
１１・・・内部電極パターン
１５・・・母基板成形体
【図１】
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【図２】
2004200241.tif 000005
【図３】
2004200241.tif 000006
【図４】
2004200241.tif 000007