(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに内部電極用パターンを形成したセラミックグリーンシートを積層してなる内層部と、
該内層部を挟み込むように積層された、前記内部電極用パターンを形成していないセラミックグリーンシートからなる外層部とを備え、前記内層部および外層部をプレスすることにより積層体を形成し、
該積層体を切断、焼結して各素体を形成し、該素体に外部電極を形成する、各工程を備える、積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記プレス時における、前記外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率が前記内層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率よりも低くなるように、前記外層部と前記内層部とを形成するそれぞれのセラミックグリーンシートの組成を定め、
前記外層部を形成するセラミックグリーンシートおよび前記内層部を形成するセラミックグリーンシートのそれぞれに用いるバインダが、それぞれ重合度の異なる少なくとも二種類のポリビニルブチラールを含み、
前記少なくとも二種類のポリビニルブチラールは、平均重合度２００〜４００の低重合度の成分と、平均重合度７００〜９００の中間的な重合度の成分と、平均重合度１２００〜１３００の高重合度の成分との比率を異ならせたものであり、
前記外層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダの組成と、前記内層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダの組成とは、前記少なくとも二種類のポリビニルブチラールの比率が異なり、
前記少なくとも二種類のポリビニルブチラールは、所定の重合度を有する第１のポリビニルブチラールと、前記第１のポリビニルブチラールより高い重合度を有する第２のポリビニルブチラールと、を含み、
前記外層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる前記第１のポリビニルブチラールの量は、前記内層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる前記第１のポリビニルブチラールの量より多く、
前記外層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる前記第２のポリビニルブチラールの量は、前記内層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる前記第２のポリビニルブチラールの量より少ない、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記プレス時における、前記外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率が４００ＭＰａよりも低く、前記内層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率が、前記外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率の１．５倍以上である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層セラミック電子部品の製造方法に関するものであり、特に、複数のセラミックグリーンシートを積層し、プレス加工することにより得られる積層体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積層電子部品である積層セラミックコンデンサは、多数の誘電体層、および誘電体層の間に配置され、一端が、対向する側面に交互に露出する内部電極とからなる素体と、該素体の対向する側面に設けられた一対の外部電極とから形成される。
【０００３】
前記素体は、内部電極用パターンを表面に形成した内層用セラミックグリーンシートを複数積層し、これを挟むように複数の外層用セラミックグリーンシートを積層し、これらをプレスして形成される積層体を厚み方向に切断、焼結することにより形成される。
【０００４】
ここで、前記プレス工程においては、加圧される面へ均一に圧力が加わることが重要である。この加圧の際に、部分的に圧力が不十分な場所が存在すると、形成された積層セラミックコンデンサにおいて、層間ハガレを発生する可能性が大きくなる。
【０００５】
ところが、内部電極用パターンを形成した内層用のセラミックグリーンシートを積層した場合には、内部電極用パターンを形成した部分と内部電極用パターンを形成していない部分とで厚みが異なり、積層した内部電極用パターンの厚み分だけ、内部電極形成部が厚くなる。これは、積層する枚数が多くなるほど、その影響が顕著になり、内部電極形成部と内部電極非形成部との厚みの差は大きくなる。
【０００６】
近年、積層セラミックコンデンサにおいては、大容量化が要求されているため、積層する内部電極用パターン（内部電極）およびセラミックグリーンシート（誘電体層）の枚数は多くなっている。このように積層枚数が増加すると、前述の問題は非常に大きな影響を与えることとなる。
【０００７】
この問題を解決する方法として、積層体をプレスする際に、積層体の上下面を覆う、或る一定の弾性を有するラバーシートを用いる方法がある。この方法を用いると、ラバーシートの変形により、内部電極形成部と内部電極非形成部との間でのプレス作用の強弱の差を緩和することができる。これにより、積層体全体として、十分にプレスを行うことができる。
【０００８】
しかし、このような方法では、内部電極形成部と内部電極非形成部とで厚みが異なり、積層体表面に段差が生じてしまう。このような段差を有する積層体をカットし、積層セラミック電子部品を製造した場合、カットされた積層体チップは直方体にはならず、取り扱い性が悪くなるだけでなく、段差部分において、焼成時にセラミックの収縮によりクラック等が発生する可能性がある。
【０００９】
この問題を解決する積層セラミックコンデンサ等の積層電子部品の製造方法が▲１▼特開平９−１２９４８７に開示されている。
【００１０】
▲１▼の発明においては、外層用のセラミックグリーンシートを内層用のセラミックグリーンシートよりも可塑性が高くなるように組成、工程条件を設定している。このような構成とすることにより、外層用セラミックグリーンシートは、内層用セラミックグリーンシートと比較して、容易に流動する。よって、内層用セラミックグリーンシート上に形成された内部電極用パターンが重なり合う部分と内部電極用パターンが無い部分とでは、加圧作用の強弱の差に従って、内部電極用パターンが無い部分へ外層用セラミックグリーンシートが流動する。その結果、内部電極用パターンが存在する部分と内部電極用パターンが存在しない部分との間での加圧作用の強弱が緩和されることにより、実質的に均一化され、内部電極用パターンの無い部分でも十分な加圧効果が得られる。このため、層間ハガレを抑制することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の積層電子部品の製造方法においては、以下に示す解決すべき課題が存在した。
【００１２】
▲１▼の発明においては、外層用セラミックグリーンシートの流動性を増加させるために、バインダーに含まれる可塑剤の量を、バインダー全体に対する重量％の５０％以上となるように添加している。このように形成されたセラミックグリーンシートはシート自身の強度が低下する。また、これに伴い、セラミックグリーンシートを積層する際に、キャリアフィルムからの剥離性が悪く、セラミックグリーンシートが破れる等の剥離不良が生じる。
【００１３】
この発明の目的は、層間ハガレを抑制し、容易に積層体を形成する、積層電子部品の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、プレス時における、外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率を、内層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率よりも低くなるように外層部と内層部とを形成するそれぞれのセラミックグリーンシートの組成を定めて、積層セラミック電子部品を製造する。
また、この発明は、外層部を形成するセラミックグリーンシートおよび内層部を形成するセラミックグリーンシートのそれぞれに用いられるバインダを、重合度の異なる少なくとも二種類のポリビニルブチラールから構成し、外層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダの組成と、内層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダの組成とは、少なくとも二種類のポリビニルブチラールの比率が異なり、少なくとも二種類のポリビニルブチラールは、所定の重合度を有する第１のポリビニルブチラールと、前記第１のポリビニルブチラールより高い重合度を有する第２のポリビニルブチラールと、を含み、
前記少なくとも二種類のポリビニルブチラールは、平均重合度２００〜４００の低重合度の成分と、平均重合度７００〜９００の中間的な重合度の成分と、平均重合度１２００〜１３００の高重合度の成分との比率を異ならせたものであり、
外層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる第１のポリビニルブチラールの量は、内層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる第１のポリビニルブチラールの量より多く、
外層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる第２のポリビニルブチラールの量は、内層部を形成するセラミックグリーンシートに用いられるバインダに含まれる第２のポリビニルブチラールの量より少ない、
積層セラミック電子部品を製造する。
【００１５】
また、この発明は、プレス時における、外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率を４００ＭＰａよりも低くし、内層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率を、外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率の１．５倍以上として、積層セラミック電子部品を製造する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に係る積層セラミック電子部品である積層セラミックコンデンサの製造方法について、図１，図２を参照して説明する。
図１は積層セラミックコンデンサにおける積層体の分解断面図である。
図２は積層セラミックコンデンサにおける積層体の部分拡大断面図である。
図１、図２において、１０は内層部、２０は外層部、４０は内部電極非形成部、５０は内部電極形成部、１は内層部の誘電体を形成するセラミックグリーンシート、２は外層部の誘電体を形成するセラミックグリーンシート、３は内部電極用パターンである。
【００１９】
図１に示すように、積層セラミックコンデンサを形成するための積層体は、表面に内部電極用パターン３を形成したセラミックグリーンシート１を複数積層し、これを挟むように、内部電極用パターンを形成していないセラミックグリーンシート２を積層することにより形成される。これら内部電極用パターン３を形成した複数のセラミックグリーンシート１からなる部分を内層部１０とし、内部電極用パターンを形成していない複数のセラミックグリーンシート２からなる部分を外層部２０とする。
【００２０】
内層部１０を形成するセラミックグリーンシート１、および外層部２０を形成するセラミックグリーンシート２を積層し、プレスすることにより、積層体を形成する。この積層体を所定の形状にカットすることにより、各素体を形成する。次に、この素体を焼結し、対向する側面に導電ペーストを塗布し、焼成することにより、外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサを形成する。
【００２１】
このような積層セラミックコンデンサの積層体において、内層部１０を形成するセラミックグリーンシート１の組成と、外層部２０を形成するセラミックグリーンシート２の組成とを、弾性率が異なるように構成する。更に言えば、内層部１０を形成するセラミックグリーンシート１、および外層部２０を形成するセラミックグリーンシート２のそれぞれを構成するバインダの組成を異ならせる。
【００２２】
それぞれのバインダは、低重合度のバインダ成分、中間の重合度のバインダ成分、および高重合度のバインダ成分の中のいずれかを組み合わせることにより構成される。低重合度のバインダ成分が多く含有されれば、セラミックグリーンシートの弾性率は低くなり、逆に高重合度のバインダ成分が多く含有されれば、セラミックグリーンシートの弾性率は高くなる。この性質を利用して、外層部１０の弾性率が内層部２０の弾性率よりも低くなるように、それぞれバインダを含有させる。
【００２３】
このように構成されたバインダを含むセラミックグリーンシート１，２を用いて、積層体を形成すると、プレスにより、図２に示すような形状となる。このプレス時には、必要により、積層体を加熱することが行われる。
【００２４】
すなわち、内部電極形成部５０は、内部電極用パターン３の厚み分だけ内部電極非形成部４０よりも厚い。しかし、外層部２０を構成するセラミックグリーンシート１の弾性率が低いため、プレス時の圧力を分散することができる。すなわち、外層部２０が圧着用ラバーシートの役割を果たすこととなり、プレス作用の偏りを緩和することができる。また、同時に、弾性率が低いため、内部電極非形成部４０に外層部２０のセラミックグリーンシート１の一部が流れ込む形となり、積層体表面を平坦化する。流れ込んだセラミックグリーンシート１の一部は、プレス後に固まるため、積層体は平坦な表面を保持することができる。
【００２５】
また、セラミックグリーンシートの弾性率を低くするために、可塑剤の添加量を増やすのではなく、構成するバインダに含まれる低重合度のバインダ成分を増加している。これにより、セラミックグリーンシート形成時のキャリアフィルムからのシートハガレ性を悪化させることなく、セラミックグリーンシートを容易に形成することができ、これに関する不良の発生を抑制することができる。
【００２６】
次に、バインダ成分の組成によるシートハガレ性を調査した結果を表１に示す。また、それぞれ組成の異なるバインダを用いて形成されたセラミックグリーンシートの組合せによる積層セラミックコンデンサ形成後の層間ハガレおよびショート不良の発生率を調査した結果を表２に示す。
【００２７】
表１は、バインダを構成する重合度の異なる複数バインダ成分および可塑剤の重量％と、これらの割合で構成されたシートＡ〜Ｅのシートハガレ性を示したものである。バインダは複数の重合度のポリビニルブチラールからなり、２００〜３００の低重合度のもの、７００〜９００の中間の重合度のもの、および１２００〜１３００の高重合度のものからなる。また、可塑剤にはフタル酸ジオクチルを用いている。
【００２８】
【表１】
0004667701.tif 000002
【００２９】
表１から分かるように、可塑剤が６０％含有されたバインダを用いたシートＥは、キャリアフィルムからの剥離不良を発生し、シートハガレ性が悪く、他のシートＡ〜Ｄについては問題がない。
【００３０】
したがって、これらのシートＡ〜Ｄを用い積層セラミックコンデンサを形成した。
各シート厚を内層部、外層部共に３μｍ、内部電極パターンの厚みを１μｍとし、内層部を３００シート積層して形成し、外層部をこの内層部の上下にそれぞれ５０シート積層して形成することにより、積層体は構成されている。この積層体の内層部および外層部に、前述のシートＡ〜Ｄを、適宜、組み合わせて用いている。このように、内層部、外層部を構成するシートの組合せをパラメータとして各種の積層体をプレスして積層セラミックコンデンサを形成し、各組合せ毎に内層部および外層部の弾性率および積層セラミックコンデンサとしての層間ハガレ発生率、ショート率を調査した。この結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
0004667701.tif 000003
【００３２】
表２に示すように、構成１〜構成４の組合せでは不良の発生はない。一方、構成５では層間ハガレが発生している。これはセラミックグリーンシートの弾性率が高いため、十分に内層部と外層部とが接合しなかったためである。また、このハガレを防止するため、圧力を高くした構成６において、圧力が大きくなることにより、内部電極間の誘電体に支障をきたし、ショートが発生した。また、同様に、内層部および外層部の弾性率を同等に低下させた構成７においても、構成６の場合と同様に内部電極間のセラミックグリーンシートが変形し、ショート不良が発生した。
【００３３】
これらの結果から、外層部の弾性率を内層部の弾性率よりも低くすることが必要条件となる。
【００３４】
また、このようなプレスを容易に行うため、内層部の弾性率を外層部の弾性率の１．５倍以上にすることが望ましい。
【００３５】
また、プレスの圧力には上限があり、ショート不良を起こさないようにするためには、或る程度、外層部の弾性率に制限が必要となる。本実施形態に示したような構成の場合には、実験結果（表２）から外層部の弾性率を４００ＭＰａ以下にすることが望ましい。この場合、当然、内層部の弾性率は、前述のように外層部の弾性率の１．５倍以上である必要がある。
【００３６】
このような製造方法により、層間ハガレ、ショート不良を抑制し、容易に形成される積層セラミックコンデンサを製造することができる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、プレス時における、外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率を、内層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率よりも低くなるように、外層部と内層部とを構成するそれぞれのセラミックグリーンシートの組成を定めることにより、外層部が内層部側に流れ込むとともに、表面に均一に圧力を分散するため、圧着による層間ハガレやショート不良を抑制して、高信頼性を有する積層セラミック電子部品を製造することができる。
【００３８】
また、この発明によれば、プレス時における、外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率を４００ＭＰａよりも低くし、内層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率を外層部を形成するセラミックグリーンシートの弾性率の１．５倍以上とすることにより、適正な条件下でプレスを行うことができ、高信頼性を有する積層セラミック電子部品を容易に製造することができる。
【００３９】
また、この発明によれば、外層部を形成するセラミックグリーンシートおよび内層部を形成するセラミックグリーンシートのそれぞれに用いるバインダを、重合度の異なる少なくとも二種類の高分子化合物から構成し、外層部を形成するセラミックグリーンシートに用いるバインダと、内層部を形成するセラミックグリーンシートに用いるバインダとに、それぞれ含有する高分子化合物の比率を異ならせることにより、可塑剤を使用することなく、外層部と内層部との弾性率を設定することができ、高信頼性を有する積層セラミック電子部品を製造することができる。
【００４０】
また、この発明によれば、バインダをポリビニルブチラールとし、構成する成分として、平均重合度２００〜４００の低重合度の成分と、平均重合度７００〜９００の中間的な重合度の成分と、平均重合度１２００〜１３００の高重合度の成分とからなり、これらの組み合わせによりバインダの組成を決定することにより、容易に外層部および内層部の組成を変更することができ、高信頼性を有する積層電子部品を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る積層セラミックコンデンサの積層体の分解断面図
【図２】第１の実施形態に係る積層セラミックコンデンサの積層体の部分拡大断面図
【符号の説明】
１−内層部１０を構成するセラミックグリーンシート
２−外層部２０を構成するセラミックグリーンシート
３−内部電極用パターン
１０−内層部
２０−外層部
４０−内部電極非形成部
５０−内部電極形成部
【図１】
0004667701.tif 000004
【図２】
0004667701.tif 000005