(57)【要約】【課題】薄層化しても厚みばらつきや欠陥を抑制できるセラミックグリーンシートの製法を提供し、また、これらのセラミックグリーンシートを用いて多層化しても信頼性を向上できる積層型電子部品の製法を提供する。【解決手段】支持液体１の表面に、セラミック粉末、バインダおよび溶剤を含有するセラミックスラリ２を供給展開して、前記支持液体１の表面に塗膜３を形成する工程と、前記塗膜３を乾燥して回収する工程と、を具備する。また、このセラミックグリーンシート１２上に導体ペーストを塗布して導体パターン２１を形成し、該導体パターン２１が形成されたセラミックグリーンシート１２を複数積層する工程と、該積層成形体を切断して焼成する工程とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持液体の表面に、セラミック粉末、バインダおよび溶剤を含有するセラミックスラリを供給展開して、前記支持液体の表面に塗膜を形成する工程と、前記塗膜を回収する工程と、を具備することを特徴とするセラミックグリーンシートの製法。
【請求項２】
セラミック粉末の平均粒径が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製法。
【請求項３】
セラミックグリーンシートの厚みが２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックグリーンシートの製法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうちいずれか記載の製法により得られたセラミックグリーンシート上に導体ペーストを塗布して導体パターンを形成する工程と、該導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層する工程と、該積層体を焼成する工程と、を具備することを特徴と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、セラミックグリーンシートの製法および積層型電子部品の製法に関し、特に、薄層化したセラミック層により形成される積層セラミックコンデンサ、積層型アクチュエータ、圧電トランスおよび多層基板等の積層型電子部品に好適に用いられるセラミックグリーンシートの製法および積層型電子部品の製法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
近年、電子機器の小型化、高密度実装化に伴い、この電子機器の中に実装される積層型電子部品は、薄型化、高寸法精度が要求されており、例えば、積層セラミックコンデンサでは、小型高容量化が求められ、このためセラミックグリーンシートの薄層化が進められている。
【０００３】
このようなセラミックグリーンシートは、一般に図３に示すような製法により作製されている。
【０００４】
まず、キャリアフィルム供給部１０１からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどのキャリアフィルム１０３を供給し、その所定位置にドクターブレード１０５を設置して、キャリアフィルム１０３上にセラミックスラリ１０４を塗布する。塗布されたセラミックスラリ１０４はキャリアフィルム１０３とともに乾燥ゾーン１０６に搬送され、セラミックスラリ１０４中に含まれる溶剤を揮発させることにより所望の厚みのセラミックグリーンシート１０７が形成される。この後、このセラミックグリーンシシート１０７はキャリアフィルム１０３とともにシート回収ローラ１０９によって巻き取られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなキャリアフィルム１０３は、それを製造するときの熱や張力により、キャリアフィルム１０３自体に不均一な残留応力を有しているため、セラミックグリーンシート１０７を成形するときの乾燥やキャリアフィルム供給部１０１とシート回収ローラ１０９間における張力によりキャリアフィルム１０３にたわみや歪みが生じやすくなる。このため塗布されたセラミックスラリがキャリアフィルム１０３上を移動することにより塗膜の厚みが局所的に変化し、セラミックグリーンシート１０７の厚みばらつきやピンホール等の欠陥が発生しやすくなるという問題があった。
【０００６】
従って、本発明は、薄層化しても厚みばらつきや欠陥を抑制できるセラミックグリーンシートの製法を提供することを目的とする。さらには、これらのセラミックグリーンシートを用いて多層化しても信頼性を向上できる積層型電子部品の製法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミックグリーンシートの製法は、支持液体の表面に、セラミック粉末、バインダおよび溶剤を含有するセラミックスラリを供給展開して、前記支持液体の表面に塗膜を形成する工程と、前記塗膜を回収する工程と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
このような製法によれば、支持体としてキャリアフィルムの代わりに支持液体を用いることにより、通常、キャリアフィルムが有する不均一な残留応力やそれに伴うたわみや歪みを無くすことができる。このため、塗布されたセラミックスラリの支持液体上での移動が抑えられるとともに塗膜の局所的な厚みばらつきが抑制され、ピンホール等の欠陥が低減された均一な厚みのセラミックグリーンシートを容易に得ることができる。
【０００９】
上記セラミックグリーンシートの製法では、セラミック粉末の平均粒径が１μｍ以下であることが望ましい。セラミック粉末の平均粒径を小さくすると、個々のセラミック粉末の質量が小さくなり、支持液体中への沈降をさらに抑えることができるとともに、セラミック粉末の粒径に依存してセラミックグリーンシートの薄層化が容易となる。そして、これにより、厚みが２μｍ以下のセラミックグリーンシートを作製するのに好適となる。
【００１０】
本発明の積層型電子部品の製法は、上記の製法により得られたセラミックグリーンシート上に導体ペーストを塗布して導体パターンを形成する工程と、該導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層する工程と、該積層体を焼成する工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
即ち、上記の製法により得られたセラミックグリーンシートは薄層化しても、厚みばらつきやピンホール等の欠陥が抑えられることから、積層数が非常に多い積層型電子部品を形成した場合においても高信頼性を容易に得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセラミックグリーンシートの製法について図１の模式図を基に説明する。
【００１３】
本発明では、支持液体１の表面に、セラミック粉末、バインダおよび溶剤を含有するセラミックスラリ２を供給展開して、支持液体１の表面に塗膜３を形成する。
【００１４】
この場合、セラミックスラリ２は、ポンプ４に連結されたシリンジ５から支持液体１の表面に定速で供給展開され塗膜３が形成される。
【００１５】
次に、支持液体１の表面に形成された塗膜３は支持液体１の上側に設置された加熱装置９により乾燥され、セラミックグリーンシート１２が形成される。
【００１６】
この後、セラミックグリーンシート１２は、支持液体１の表面付近から外側に向けて配置された複数のローラ１３を介して、シート回収ローラ１５に巻き取られる。
【００１７】
本発明の製法に用いられる支持液体１としては、セラミックスラリに含まれるバインダや溶剤とは不溶性である必要があるが、さらには、支持液体１よりも高い比重を有するセラミック粉末であっても、スラリー化して支持液体１の表面に供給した場合に、支持液体１の表面張力によってセラミックスラリ２が支持液体１の表面上を２次元的に速やかに広がることができるという点で、高い表面張力を有するものであることが望ましく、支持液体１の表面張力は６０Ｎ／ｍ以上、特には、７０Ｎ／ｍ以上であることがより望ましい。
【００１８】
そして、本発明の製法によれば、、セラミックスラリ２の展開を十分速やかに進行させれば、その厚みをほぼセラミック粒子１個分にまで極めて薄くすることができるが、極めて薄いセラミックグリーンシート１２であっても充分に実用に耐える膜とすることができることから、その厚みは２μｍ以下であることが望ましく、特に、薄層化してもセラミックグリーンシート１２の機械的強度や絶縁性を維持するという理由から、その厚みは０．５〜１μｍであることがより望ましい。
【００１９】
この場合、セラミックグリーンシート１２の厚みばらつきは焼成後のセラミック層の静電容量公差の向上および絶縁抵抗の安定化のために、１０％以下、特に、８％以下であることが望ましい。
【００２０】
また、このようなセラミックグリーンシート１２の製法に用いられるセラミック粉末の平均粒径は、セラミック粉末の個々の質量を小さくし、支持液体１中への沈降を抑制するという点で１μｍ以下であることが望ましく、特に、厚みばらつきを抑制するとともに緻密化するという点で、その平均粒径は０．０５〜０．６μｍであることがより望ましい。
【００２１】
本発明のセラミックスラリ２に含まれるセラミック粉末としては、絶縁性、誘電性、磁性などの特性を有するあらゆるセラミック粉末を用いることができるが、例えば、誘電体材料を用いて形成される積層セラミックコンデンサを形成する場合には、チタン酸バリウム等の誘電体材料が好適に用いられ、焼結性や電気特性を向上させるために必要に応じて金属酸化物が添加される。
【００２２】
バインダとしては、セラミックグリーンシート１２を薄層化した場合でも高い強度を有するとともに支持液体１に難溶性である必要があるものが好ましく、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂が好適に用いられる。
【００２３】
そして、セラミックスラリ２中に含まれるバインダ量としては、セラミック粉末の周囲を満遍なく被覆することが望ましく、セラミック粉末１００質量部に対して、１〜３０質量部であることが望ましい。
【００２４】
また、溶剤としても、支持液体１に対して不溶性のものが好ましく、例えば、支持液体１として水を用いた場合、溶剤は、トルエンやエチルアルコールあるいはこれらの混合溶剤が好適に用いられる。
【００２５】
つまり、本発明によれば、セラミックグリーンシート１２の成形において、支持体としてキャリアフィルムの代わりに液体を用いることにより、支持体であるキャリアフィルムに発生するようなたわみや歪みを除くことができる。このため、塗膜３を薄層、大面積にした場合であっても厚みばらつきの小さいセラミックグリーンシート１２を容易に形成できる。
【００２６】
また、キャリアフィルムの表面に予め塗布される離型剤を使用しないことから、この離型剤によるセラミックグリーンシート１２のピンホールの形成を防止できる。さらには、キャリアフィルムを用いる必要がないため、製造における使用部材の消費を削減できる。
【００２７】
次に、上記の製法により形成されたセラミックグリーンシート１２を用いて積層型電子部品の一例である積層セラミックコンデンサを製造する方法について述べる。図２は本発明の積層型電子部品の製法を説明するための工程図である。
【００２８】
本発明の積層セラミックコンデンサの製法では、先ず、図２（ａ）に示すように、成形したセラミックグリーンシート１２の一方主面側に導体ペーストを塗布して導体パターン２１を形成する。
【００２９】
本発明のセラミックグリーンシート１２は、従来のセラミックグリーンシートとは異なりキャリアフィルムを有していないことから、ロール上に巻かれたセラミックグリーンシートを切断することなしに連続的に印刷機に誘導して導体ペーストの印刷を行い、乾燥後に、再度、ロール状に巻く。
【００３０】
尚、本発明の製法により得られたセラミックグリーンシート１２では、導体ペーストの染み込みおよびオープンボイドへの浸透が無く、導体パターン２１の表面粗さも良好となる。このように積層型電子部品を作製するためのセラミックグリーンシート１２の成形工程において、２μｍ以下の厚みのセラミックグリーンシート１２を形成する場合にこそ本発明を用いる意義を有する。
【００３１】
次に、導体パターン２１を形成したセラミックグリーンシート１２を一旦切断して、図２（ｂ）に示すように積層圧着した後、所定の積層セラミックコンデンサのサイズに切断して積層成形体を形成する。さらに、図２（ｃ）に示すように、この積層成形体を焼成して電子部品本体２３を作製する。
【００３２】
なお、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、本発明を積層セラミックコンデンサの誘電体層となるセラミックグリーンシートの製造方法に適用した例を用いて説明したが、本発明はその他、積層インダクタ、積層型アクチュエータなどの電子部品や、多層配線基板や半導体パッケージなどの半導体部品等のセラミック層となるセラミックグリーンシートの製造方法に適用しても良い。
【００３３】
【実施例】
次に、本発明における実施例を以下に示す。
【００３４】
まず、平均粒径が０．５μｍのＢａＴｉＯ３粉末を含むセラミック粉末１００質量部に対し、バインダとしてポリビニルブチラール樹脂を１０質量部、トルエンとエチルアルコールからなる溶剤を１００質量部加え、その他に可塑剤としてジブチルフタレートを添加してセラミックスラリを調製した。
【００３５】
次に、このセラミックスラリを、支持液体を具備する図１の成形装置を用いて厚みが１μｍのセラミックグリーンシートを成形した。支持液体としては水を用いた。
【００３６】
次に、成形したセラミックグリーンシートにＮｉを含有する導体ペーストを塗布して導体パターンを形成し、導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを５０層積層し、上下にさらに導体パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを積層した。その後、これを切断して積層成形体を作製し、脱脂処理した後、還元雰囲気にて焼成を行い、電子部品本体を作製した。
【００３７】
次に、この電子部品本体の両端部に外部導体を形成し、縦２．０ｍｍ×横１．２ｍｍサイズの積層セラミックコンデンサを作製した。
【００３８】
セラミックグリーンシートの評価としては、まず、１５０×１５０ｍｍ２の面積に切断したシート１０枚に対して各１０個所の厚みを測定し、その厚みばらつきを求めた。又、同じ枚数のシートに対して単位面積（５０×５０ｍｍ２）あたりのオープンボイドおよびピンホール数を実体顕微鏡を用いて評価した。
【００３９】
また、積層セラミックコンデンサの評価としては、試料数１００個について、基準温度２５℃、周波数１ｋＨｚ、測定電圧０．５Ｖｒｍｓの条件で静電容量とショート率を評価した。
【００４０】
一方、比較例として、本発明と同じセラミックスラリを用いて、キャリアフィルムを使った従来の成形法によりセラミックグリーンシートを作製した。さらに、このセラミックグリーンシートを用いて積層セラミックコンデンサを作製し、本発明品と同じ評価を行った。
【００４１】
この結果、本発明の、支持液体を具備する成形装置を用いて作製したセラミックグリーンシートは、厚みばらつきが７％、オープンボイドやピンホールが単位面積あたり１０個であった。また、このセラミックグリーンシートを用いて作製した積層セラミックコンデンサの静電容量は設計値を満たす４７０μＦとなり、また、ショート率は３％と良好な結果を得た。
【００４２】
一方、キャリアフィルムを用いる従来の成形法で作製したセラミックグリーンシートでは、厚みばらつきが１６％、オープンボイドやピンホールが単位面積当たり２０個、静電容量が４３０μＦで、ショート率が６％であった。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、支持液体の表面に、セラミック粉末、バインダおよび溶剤を含有するセラミックスラリを供給展開して、前記支持液体表面に塗膜を形成することにより、塗布されたセラミックスラリの支持液体上での移動を抑え、塗膜の局所的な厚みばらつきやピンホール等の欠陥の発生が抑えられ均一な厚みのセラミックグリーンシートを容易に得ることができる。
【００４４】
そして、このようなセラミックグリーンシートを用いて積層型電子部品を作製することにより高信頼性の積層型電子部品を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミックグリーンシートの製法を示す模式図である。
【図２】本発明の積層型電子部品を作製するための工程図である。
【図３】従来のセラミックグリーンシートの製法を示す模式図である。
【符号の説明】
１　支持液体
２　セラミックスラリ
３　塗膜
１２　セラミックグリーンシート
２１　導体パターン
【図１】
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【図２】
2004079863.tif 000004
【図３】
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