(57)【要約】【課題】積層セラミック電子部品を製造する際に、セラミックグリーンシートやセラミック素体に不具合が生じにくい、積層セラミック電子部品の製造方法を得る。【解決手段】セラミック材料粉末、溶剤、バインダおよび可塑剤などからなる樹脂成分を混合して、セラミックスラリーを形成する。樹脂成分は、セラミック材料粉末間の空間体積以下で、かつ空間体積の３／４以上の量とする。得られたセラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを形成し、内部電極パターンを形成して積層する。積層体を所定の大きさに切断し、焼成してセラミック素体を形成する。このセラミック素体に外部電極を形成して、積層セラミック電子部品を得る。【選択図】図３
2005243773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料粉末間に形成される空間体積を算出する工程、
前記セラミック材料粉末、溶剤、前記空間体積以下であって前記空間体積の３／４以上の樹脂成分を混合してセラミックスラリーを形成する工程、
前記セラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを形成する工程、
前記セラミックグリーンシート上に内部電極パターンを印刷する工程、
前記セラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する工程、
前記積層体を所定の大きさに切断して積層チップを形成する工程、および
前記積層チップを焼成する工程を含む、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂成分が、少なくともバインダおよび可塑剤からなる、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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、積層セラミック電子部品の製造方法に関し、特にたとえば、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品を作製する際には、セラミック材料粉末、溶剤、バインダおよび可塑剤などの樹脂成分を混合して、セラミックスラリーが形成される。このセラミックスラリーを用いて、キャリアフィルム上にセラミックグリーンシートが形成される。セラミックグリーンシート上には、導電性ペーストを印刷することにより、積層セラミック電子部品の内部電極となる内部電極パターンが形成される。内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが積み重ねられ、その両側に内部電極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が積み重ねられて、圧着することにより、積層体が形成される。この積層体が所定の大きさに切断され、焼成されることにより、内部電極を有するセラミック素体が形成される。そして、セラミック素体の端面に外部電極を形成し、内部電極と外部電極とを接続することにより、積層セラミック電子部品が形成される。
【０００３】
ここで、セラミックスラリーは必要とするシート厚みやシートの成形方法に応じてある範囲の粘度等の条件が必要とされるため、必要とする条件に合うようにセラミック材料粉末、溶剤、バインダ及び可塑剤等の混合比を調整して所望のセラミックスラリーを得ていた。このような材料の混合比を決定する方法として、セラミック粉末の全重量に対して、溶剤、バインダ及び可塑剤のそれぞれを所定比の重量部で混合する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、このような材料の混合比を決定する方法として、セラミック粉末の全重量に対して、溶剤、バインダ及び可塑剤のそれぞれを所定比の重量部で混合する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０８９３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、同じ組成の材料について、同じ重量比で混合しても、キャリアフィルムからセラミックグリーンシートが剥離されにくくなったり、セラミック素体内にデラミネーションが発生したりするという不具合が生じる場合がある。
【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、積層セラミック電子部品を製造する際に、セラミックグリーンシートやセラミック素体に不具合が生じにくい、積層セラミック電子部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、セラミック材料粉末間に形成される空間体積を算出する工程と、セラミック材料粉末、溶剤、前記空間体積以下であって前記空間体積の３／４以上の樹脂成分を混合してセラミックスラリーを形成する工程と、セラミックスラリーを用いてセラミックグリーンシートを形成する工程と、セラミックグリーンシート上に内部電極パターンを印刷する工程と、セラミックグリーンシートを積層して積層体を形成する工程と、積層体を所定の大きさに切断して積層チップを形成する工程と、積層チップ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る。
このような積層セラミック電子部品の製造方法において、樹脂成分は、少なくともバインダおよび可塑剤からなるものである。
【０００８】
セラミックスラリーを形成する際に、上述のような範囲において、体積比で各材料を混合することにより、セラミック材料粉末間の空間に樹脂成分が過不足なく充填される。それにより、安定した特性を有するセラミックグリーンシートを作製することができる。なお、セラミック材料粉末間に形成される空間体積に対する体積比で樹脂成分が添加されるため、たとえば、セラミック材料粉末の粒径などにより、セラミック材料粉末間の空間体積が変わる。そのため、同じ組成の材料を混合する場合であっても、セラミックスラリーを作製するごとに、各材料の混合割合が変わることはあり得る。
ここで、樹脂成分とは、少なくともバインダと可塑剤とを含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、特性の揃ったセラミックグリーンシートを得ることができる。したがって、セラミックグリーンシートがキャリアフィルムに付着して剥離しにくくなったりせず、また、セラミック素体にデラミネーションが発生しにくくなり、積層セラミック電子部品の良品率を上げることができる。
【００１０】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、この発明の製造方法が適用される積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１２を含む。セラミック素体１２は、図２に示すように、複数の誘電体セラミック層１４と内部電極１６とが交互に積層された構成を有する。隣接する内部電極１６は、セラミック素体１２の対向端面に交互に引き出される。内部電極１６が引き出されたセラミック素体１２の端面には、外部電極１８が形成される。これらの外部電極１８に内部電極１６が接続されることにより、２つの外部電極１８間に静電容量が形成される。
【００１２】
このような積層セラミックコンデンサ１０を製造するために、まず、セラミック材料粉末が準備される。そして、図３に斜線で示すように、このセラミック材料粉末の間の空間体積が測定される。さらに、セラミック材料粉末と、溶剤と、バインダおよび可塑剤などからなる樹脂成分とが混合される。ここで、バインダとしては、たとえばＰＶＡやＰＶＢなどを用いることができる。また、可塑剤としては、たとえばＤＢＰやＤＯＰなどを用いることができる。このとき、セラミック材料粉末間の空間体積以下であって、かつ空間体積の３／４以上の量の樹脂成分が用いられる。
【００１３】
セラミック材料粉末間の空間体積を測定するために、メスシリンダに一定量（たとえば１００ｇ）のセラミック材料粉末が投入され、タッピングしてセラミック材料粉末間の空間をできるだけなくした状態にされる。このメスシリンダに、アセトンなどのセラミック材料粉末を溶解しない液体を投入し、セラミック材料粉末間の空間に浸透させて、アセトンの投入量からセラミック材料粉末間の空間体積が測定される。この測定結果から、セラミックスラリーを作製するためにセラミック材料粉末と混合される樹脂成分の量が算出される。たとえば、セラミック材料粉末１００ｇ当たりの空間体積が４０ｃｃであった場合、セラミックスラリーを作製するために、５ｋｇのセラミック材料粉末を使用するとき、２０００ｃｃの空間体積が存在する。したがって、５ｋｇのセラミック材料粉末に混合される樹脂成分の量は、１５００ｃｃ〜２０００ｃｃの間の範囲となる。
【００１４】
たとえば、セラミック材料粉末に２０００ｃｃの樹脂成分を添加する場合、バインダおよび可塑剤の総体積が２０００ｃｃとなるように配合される。さらに、セラミックスラリーにおけるセラミック材料粉末の分散性を向上させるために分散剤を混合する場合、樹脂成分の総体積に分散剤も含まれるように配合される。なお、セラミックグリーンシートを乾燥させる段階で、セラミックスラリーに含まれる溶剤はほとんどなくなるため、溶剤を樹脂成分の総体積２０００ｃｃに含める必要はない。
【００１５】
このように、セラミック材料粉末間の空間体積によって、樹脂成分の添加量が変わる。同じ組成のセラミック材料粉末を使用する場合であっても、セラミック材料粉末の粒径などによって、セラミック材料粉末間の空間体積も変わるため、各ロットによって、樹脂成分の添加量が変わる可能性がある。
【００１６】
これらの材料を混合することにより、セラミックスラリーが形成される。このセラミックスラリーを用いて、たとえばドクターブレード法などにより、図４に示すように、セラミックグリーンシート２０が形成される。セラミックグリーンシート２０は、たとえばキャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗布し、乾燥させることにより形成される。このセラミックグリーンシート２０上に導電性ペーストを印刷することにより、内部電極１６となる複数の内部電極パターン２２が形成される。そして、図５に示すように、内部電極パターン２２が形成されたセラミックグリーンシート２０が複数枚積層され、その両側に内部電極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２０が積層されて圧着される。
【００１７】
このようにして得られた積層体が所定の大きさに切断されて、積層体チップが形成される。この積層体チップを焼成することにより、図６に示すように、内部電極１６を有するセラミック素体１２が形成される。そして、内部電極１６が露出したセラミック素体１２の対向端面に、外部電極１８を形成することにより、積層セラミックコンデンサ１０が形成される。
【００１８】
このように、セラミックスラリーを作製する際に、セラミック材料粉末間の空間体積以下であって、その空間体積の３／４以上の樹脂成分を混合することにより、セラミック材料粉末間の空間に、樹脂成分が過不足なく充填される。そのため、セラミックグリーンシートがキャリアフィルム上に貼着したまま剥離しなかったり、セラミック素体内にデラミネーションが発生することを防止することができる。
【００１９】
なお、樹脂成分が多すぎる場合、セラミックグリーンシート２０上に樹脂成分が析出して、セラミックグリーンシート２０がキャリアフィルムに貼着したまま剥離されなかったり、セラミック素体１２内にデラミネーションが発生したりする。また、樹脂成分が少なすぎる場合、セラミック材料粉末間の空間に樹脂成分が十分に充填されず、キャリアフィルムからセラミックグリーンシートを剥離する際に、セラミックグリーンシートにちぎれが発生する場合がある。さらに、樹脂成分が少ないために、セラミックグリーンシートが硬く、可塑性が不足するため、積層体を切断して積層体チップを形成する際に、斜めに切断される場合がある。
【００２０】
なお、このような製造方法は、積層セラミックコンデンサに限らず、積層セラミックインダクタなどの他の積層セラミック電子部品を製造するときにも適用することができる。
【実施例１】
【００２１】
まず、９９重量％のＣａＺｒＯ3 、０．５重量％のＳｉＯ2 、０．５重量％のＭｎＣＯ3 からなるセラミック材料粉末を準備した。このセラミック材料粉末１００ｇをメスシリンダに投入し、タッピングを行ったのち、アセトンを投入してセラミック材料粉末間の空間体積を測定したところ、その空間体積は４０ｃｃであった。このセラミック材料粉末５．０ｋｇに、表１に示す割合で、バインダおよび可塑剤からなる樹脂成分を混合し、溶剤を加えてセラミックスラリーを作製した。ここで、バインダとしてＰＶＡを使用し、可塑剤としてＤＢＰを使用した。なお、メスシリンダを用いて測定したセラミック材料粉末間の空間体積から、５．０ｋｇのセラミック材料粉末の空間体積を計算すると、その空間体積は２０００ｃｃであった。
【００２２】
このようにして得られたセラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により、キャリアフィルム上にセラミックグリーンシートを形成した。さらに、セラミックグリーンシート上に、導電性ペーストを印刷することにより、内部電極用の内部電極パターンを形成した。内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートと、内部電極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キャリアフィルムから剥離し、複数枚のセラミックグリーンシートを積層圧着して積層体を作製した。このとき、内部電極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、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシート、内部電極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の順に積層した。
【００２３】
このようにして得られた積層体を熱したテーブル上で所定の大きさに切断し、積層体チップを形成した。そして、この積層体チップを焼成してセラミック素体を形成した。このセラミック素体の対向端面に外部電極を形成して、積層セラミック電子部品を形成した。得られた積層セラミック電子部品の大きさは、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍである。
【００２４】
この積層セラミック電子部品を作製する際に、キャリアフィルムからのセラミックグリーンシートの剥離性、積層体を切断したのちの不具合を調べ、さらに、焼成した後のセラミック素体の不具合などを調べた。セラミック素体の不具合については、超音波探傷機によって調査を行った。そして、その結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
2005243773.tif 000003
【００２６】
表１からわかるように、セラミック材料粉末間の空間体積より多い樹脂成分を混合した場合、キャリアフィルムからセラミックグリーンシートを剥離する際に、剥離ミスが発生した。また、樹脂成分の量を２２００ｃｃにした場合、切断された積層体が、切断用のテーブルに再付着し、焼成後のセラミック素体にデラミネーションが発生した。
【００２７】
樹脂成分が２０００ｃｃを超えるセラミックスラリーを用いたセラミックグリーンシートについて、Ｘ線光電子分析法により分析を行った結果、樹脂成分が析出していることが判明した。このように、セラミック材料粉末間の空間体積より多い樹脂成分を混合した場合、その空間に入りきらなかった樹脂成分が析出し、不具合が発生するものと考えられる。
【００２８】
また、セラミック材料粉末間の空間体積の３／４未満の樹脂成分を混合した場合、樹脂成分が少なすぎるため、セラミックグリーンシートが硬く、可塑性が不足するため、キャリアフィルムからセラミックグリーンシートを剥離する際に、シートちぎれが発生し、その後の加工ができなかった。また、シートちぎれを起こさずにキャリアフィルムからセラミックグリーンシートを剥離できた場合においても、セラミックグリーンシートが硬く、可塑性が不足するため、積層体を切断して積層体チップを形成する際に、斜めに切断された。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の製造方法が適用される積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。
【図２】図１に示す積層セラミックコンデンサの内部構造を示す図解図である。
【図３】積層セラミック電子部品を製造するために用いられる樹脂成分の量を説明するための図解図である。
【図４】内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを示す図解図である。
【図５】図４に示すセラミックグリーンシートを積層する状態を示す図解図である。
【図６】図５に示す積層体を切断し焼成して得られるセラミック素体を示す図解図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  積層セラミックコンデンサ
１２  セラミック素体
１４  誘電体セラミック層
１６  内部電極
１８  外部電極
２０  セラミックグリーンシート
２２  内部電極パターン
【図１】
2005243773.tif 000004
【図２】
2005243773.tif 000005
【図３】
2005243773.tif 000006
【図４】
2005243773.tif 000007
【図５】
2005243773.tif 000008
【図６】
2005243773.tif 000009