(57)【要約】【課題】導体パターンを有した複数個のグリーンシートを積層してなる積層体を加熱及び加圧する際に、導体パターンの積層ずれを防止しつつ、グリーンシート間の剥離を防止できる熱圧着装置を提供する。【解決手段】マトリクス状に配置された複数個の基板領域Ａとこれら基板領域を囲繞する枠状の捨代領域Ｂとに区画されるとともに、導体パターン３、４を有した複数個のグリーンシート２を積層してなる積層体１を、発熱手段５１を備えた一対のパンチ部５、６間に配置させた上、発熱手段５１の発する熱によって積層体１を加熱しつつ、一対のパンチ部５、６で積層体１をその積層方向に加圧することによって積層体１を圧着させる熱圧着装置１０であって、一対のパンチ部５、６は、積層体１を加圧する際、積層体１の捨代領域Ｂに当接する部位５Ｂが基板領域Ａに当接する部位５Ａに比し高温に保持するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数個の基板領域とこれら基板領域を囲繞する枠状の捨代領域とに区画されるとともに、導体パターンを有した複数個のグリーンシートを積層してなる積層体を、発熱手段を備えた一対のパンチ部間に配置させた上、前記発熱手段の発する熱によって前記積層体を加熱しつつ、前記一対のパンチ部で前記積層体をその積層方向に加圧することによって前記積層体を圧着させる熱圧着装置であって、
前記一対のパンチ部は、前記積層体を加圧する際、前記積層体の捨代領域に当接する部位が基板領域に当接する部位に比し高温に保持されることを特徴とする熱圧着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導体パターンを有した複数個のグリーンシートを積層した積層体を、加熱及び加圧するための熱圧着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱圧着装置を積層セラミックコンデンサの製造に用いた例について説明する。
【０００３】
まず、各種セラミック誘電体粉末、有機バインダ樹脂及び溶剤からなるスラリー状の組成物をコーティング法などによりＰＥＴフィルムなどのキャリアフィルム上に薄膜に成形し、誘電体層となる帯状のグリーンシートを形成する。得られたグリーンシートをキャリアフィルム上に裏打ちされた状態で所定の寸法に切断後、支持台板（下パンチ部）上に当接させるとともに、上パンチ部をキャリアフィルム上に配置する。次に、発熱手段の発する熱によって積層体を加熱しつつ、一対のパンチ部（上パンチ部及び下パンチ部）で積層体をその積層方向に加圧することによって、グリーンシートをキャリアフィルムから剥離するとともに支持台板上に積層（転写）する。次に、支持台板上に転写されたグリーンシート上に、スクリーン印刷法により、Ｎｉ、Ｃｕなどの内部電極となる導体パターンを形成する。次に、導体パターンが形成されたグリーンシート上に、別のグリーンシートを転写する。このとき、導体パターンを有した複数個のグリーンシートを積層してなる積層体は、マトリクス状に配置された複数個の基板領域とこれら基板領域を囲繞する枠状の捨代領域とに区画される。これらの工程を繰り返すことにより、導体パターンを有した複数個のグリーンシートを積層してなる積層体を形成する。得られた積層体を所定の寸法に切断し、焼成後、外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサを得る。
【特許文献１】特許第２９７６６７８号公報（１−２頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記熱圧着装置によれば、熱圧着時に積層体に当接する部位の温度が高すぎる場合、上記基板領域に過剰な熱が加わることにより、グリーンシートに伸びが生じ、導体パターンの積層ずれが生じるという問題点があった。一方、熱圧着時に積層体に当接する部位の温度が低すぎる場合、グリーンシートの流動性が不十分であることにより、グリーンシート間に剥離が生じるという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、導体パターンを有した複数個のグリーンシートを積層してなる積層体を加熱及び加圧する際に、導体パターンの積層ずれを防止しつつ、グリーンシート間の剥離を防止できる熱圧着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の熱圧着装置は、マトリクス状に配置された複数個の基板領域とこれら基板領域を囲繞する枠状の捨代領域とに区画されるとともに、導体パターンを有した複数個のグリーンシートを積層してなる積層体を、発熱手段を備えた一対のパンチ部間に配置させた上、前記発熱手段の発する熱によって前記積層体を加熱しつつ、前記一対のパンチ部で前記積層体をその積層方向に加圧することによって前記積層体を圧着させる熱圧着装置であって、前記一対のパンチ部は、前記積層体を加圧する際、前記積層体の捨代領域に当接する部位が基板領域に当接する部位に比し高温に保持されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一対のパンチ部は、積層体を加圧する際、積層体の捨代領域に当接する部位が基板領域に当接する部位に比し高温に保持されることを特徴とするものである。すなわち、積層体の基板領域に当接する部位を低温に保持できるため、グリーンシートに伸びが生じ、導体パターンの積層ずれが生じることを防ぐことができる。一方、積層体の捨代領域に当接する部位を高温に保持できるため、グリーンシートの流動性を十分大きくでき、グリーンシート間の剥離を防止できる。ここで、捨代領域は導体パターンを有していないため、グリーンシートの流動性が大きくなった場合も、導体パターンの積層ずれが問題になることはない。また、積層体の捨代領域における剥離を防止できれば、積層体全体の剥離を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の熱圧着装置を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の熱圧着装置を示す図であり、（ａ）は概略図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図２は、図１の熱圧着装置により作製した積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は縦断面図である。
【００１０】
図において、熱圧着装置１０は、積層体１を、発熱手段５１を備えた一対のパンチ部（上パンチ部５−下パンチ部６）間に配置させた上、発熱手段５１の発する熱によって積層体１を加熱しつつ、一対のパンチ部（上パンチ部５、下パンチ部６）で積層体１をその積層方向に加圧することによって積層体１を圧着させる。発熱手段５１は、上パンチ部５、下パンチ部６のいずれかに備えても良く、両方に備えても良い。また、上パンチ部５、下パンチ部６の材質としては、平滑性に優れたＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属、ＳｉＣ、Ｃ等の焼結体及び、それらの合金材料及び複合材料が挙げられる。特に、磨耗の点からステンレス合金が好ましい。発熱手段５１は上パンチ部５及び／または下パンチ部６に内蔵され、電流が流れることにより発熱する。発熱手段５１の材質としては、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔなどが挙げられる。
【００１１】
さらに、導体パターン３、４を有した複数個のグリーンシート２を積層してなる積層体１は、マトリクス状に配置された複数個の基板領域Ａとこれら基板領域Ａを囲繞する枠状の捨代領域Ｂとに区画される。
【００１２】
本発明の特徴的な点は、上パンチ部５は、積層体１を加圧する際、積層体１の捨代領域Ｂに当接する部位５Ｂが基板領域Ａに当接する部位５Ａに比し高温に保持されることである。
【００１３】
具体的には、積層体１の捨代領域Ｂに当接する金属板の厚みを部位５Ｂが基板領域Ａに当接する部位５Ａより大きくなるようにする方法や、上パンチ部５内に備えた発熱手段５１の数を部位５Ｂが部位５Ａより多くなるようにする方法や、上パンチ部５内に備えた発熱手段５１に流れる電流の量を部位５Ｂが部位５Ａより多くなるようにする方法などが挙げられる。特に、部位５Ｂ及び部位５Ａの温度を精度良く調節できる点から、上パンチ部５内に備えた発熱手段５１に流れる電流の量を部位５Ｂが部位５Ａより多くなるようにする方法が望ましい。
【００１４】
また、グリーンシート２中に含有される有機バインダ樹脂のガラス転移温度をＴｇ、上パンチ部５が積層体１の捨代領域Ｂに当接する部位５Ｂの温度をＴｂ、基板領域Ａに当接する部位５Ａの温度をＴａとした場合、Ｔｇ＋１０℃≦Ｔａ≦Ｔｇ＋３０℃、好ましくはＴｇ＋１５℃≦Ｔａ≦Ｔｇ＋２５℃であることが好ましく、またＴｇ＋３０℃≦Ｔｂ≦Ｔｇ＋５０℃、好ましくはＴｇ＋３５℃≦Ｔｂ≦Ｔｇ＋４５℃であることが好ましい。ここで、グリーンシート２間の密着性は、グリーンシート２−導体パターン３、４間の密着性より大きいため、積層体１の密着性は、概略グリーンシート２間の密着性によって決定する。
【００１５】
さらに、積層体１の捨代領域Ｂに当接する部位５Ｂが基板領域Ａに当接する部位５Ａの境界は、厳密である必要はないが、捨石領域Ｂの外側の温度が高ければ、グリーンシート間の剥離を防止できるのに対し、基板領域Ａの温度が高くなると導体パターン３、４の積層ずれが問題になるため、部位Ａの温度Ｔａ≒部位Ｂの内側の温度＜部位Ｂの外側の温度となるようにしても良い。
【００１６】
以下、本発明の熱圧着装置を積層セラミックコンデンサ２０の製造方法に用いた例について説明する。
【００１７】
積層セラミックコンデンサ２０は、誘電体層１２と第１及び第２の内部電極１３、１４とが交互に積層されてなる部品本体１１の一対の端面に外部電極１５、１６が形成されるとともに、第１の内部電極１３は一方の外部電極１５に接続し、且つ第２の内部電極１４は他方の外部電極１６と接続している。
【００１８】
まず、各種セラミック誘電体粉末、有機バインダ樹脂及び溶剤からなるスラリー状の組成物をコーティング法などによりＰＥＴフィルムなどのキャリアフィルム７上に薄膜に成形し、誘電体層１２となる帯状のグリーンシート２を形成する。得られたグリーンシート２をキャリアフィルム７上に裏打ちされた状態で所定の寸法に切断後、支持台板（下パンチ部）６上に当接させるとともに、上パンチ部５をキャリアフィルム７上に配置する。次に、発熱手段５１の発する熱によって積層体１を加熱しつつ、一対のパンチ部（上パンチ部５及び下パンチ部６）で積層体１をその積層方向に加圧することによって、グリーンシート２をキャリアフィルム７から剥離するとともに支持台板上に積層（転写）する。次に、支持台板６上に転写されたグリーンシート２上に、スクリーン印刷法により、内部電極３、４となる導体パターン３、４を形成する。次に、導体パターン３、４が形成されたグリーンシート２上に、別のグリーンシート２を転写する。これらの工程を繰り返すことにより、導体パターン３、４を有した複数個のグリーンシート２を積層してなる積層体１を形成する。得られた積層体１を所定の寸法に切断後、焼成し、誘電体層１２と第１及び第２の内部電極１３、１４とが交互に積層されてなる部品本体１１を形成する。そして、第１及び第２の内部電極１３、１４に夫々接続するように、部品本体１１の一対の端面に外部電極１５、１６を形成し、積層セラミックコンデンサ２０を得る。
【００１９】
なお、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。
【００２０】
例えば、上記実施の形態では、キャリアフィルム７上に裏打ちされたグリーンシート２を支持台板６上に転写する工程と、積層されたグリーンシート２上に導体パターン３、４を形成する工程を繰り返しているが、キャリアフィルム７上に裏打ちされたグリーンシート２に導体パターン３、４を形成後、支持台板６上に転写を繰り返すようにしても良い。このことにより、平坦なグリーンシート２上に導体パターン３、４を形成することから、導体パターン３、４の形成精度が良好になる。また、グリーンシート２を吸着ヘッドなどにより支持台板６上に搬送し、積層するようにしても良い。このことにより、キャリアフィルム７上に裏打ちされたグリーンシート２を、支持台板６上のグリーンシート２との密着性を向上させつつ、キャリアフィルム７からの剥離性を良好にするための細かい条件を制御する必要がなくなる。ここで、キャリアフィルム７上に裏打ちされたグリーンシート２を、上パンチ部５の加熱部から熱を加えつつ、上パンチ部５と下パンチ部６により圧力を加えることにより、支持台板６上のグリーンシートとの密着性を向上させた後、上パンチ部５の冷却部によって上パンチ部５の加熱部を冷却するとともに、上パンチ部５を下パンチ部６より遠ざけることにより、キャリアフィルム７からの剥離性を良好にするようにしても良い。
【００２１】
また、母体積層体１ｍと支持台板（下パンチ部）６の間に台板を介在させた状態で積層体１を形成し、積層体１を台板上に配置した状態で、積層時より高い温度・高い圧力で熱圧着を行ったり、所定の寸法に切断するようにしても良い。このことにより、工程が大幅に簡略化する。
【００２２】
さらに、本発明は、グリーンシート２と導体パターン３、４を積層した後、積層体１を積層時より高い温度・高い圧力で熱圧着を行う際に用いても良い。すなわち、このような熱圧着の際には、グリーンシート２と導体パターン３、４を一体化させつつ、導体パターン３、４の積層ずれが生じることを防ぐ必要があるため、本発明が特に効果的である。
【００２３】
また、本発明は、導体パターン３、４の周辺部にセラミックパターンを形成するようにしても良い。すなわち、このような場合、グリーンシート２同士の密着強度に比べて、グリーンシート２とセラミックパターンの密着強度は小さいため、グリーンシート２間の剥離を防止するために、本発明が特に効果的である。
【００２４】
さらに、上記実施の形態では、本発明の熱圧着装置を積層セラミックコンデンサ２０の製造方法に適用した例を用いて説明したが、本発明の熱圧着装置は、回路基板などの他の電子部品や、半導体部品など、あらゆるセラミック部品の製造方法に適用できる。
【実施例】
【００２５】
本発明者は、図１に示す本発明の熱圧着装置１０を用いて、導体パターン３、４を有した複数個のグリーンシート２を積層してなる積層体１の熱圧着を行った。このとき、グリーンシート２中に含有される有機バインダ樹脂として、ポリビニルブチラール（ガラス転移温度Ｔｇ＝５０℃）を用いた。また、上パンチ部５が積層体１の捨代領域Ｂに当接する部位５Ｂの温度をＴｂ、基板領域Ａに当接する部位５Ａの温度をＴａとした場合、Ｔａ＝８０℃、Ｔｂ＝９０℃とした（試料番号１）。比較例として、上記Ｔａ＝Ｔｂ＝８０℃とした場合（試料番号２）、及びＴａ＝Ｔｂ＝９０℃とした場合（試料番号３）について、同様に積層体１の熱圧着を行った。
【００２６】
熱圧着後の積層体１について、導体パターン３、４の積層ずれ及びグリーンシート２間の剥離の評価を行った。積層ずれ及びグリーンシート２間の剥離の評価方法は、熱圧着後の積層体１を所定の寸法に切断した後、露出した導体パターン３、４を金属顕微鏡で観察することにより確認した。
【００２７】
評価の結果、Ｔａ＝８０℃、Ｔｂ＝９０℃である本実施例（試料番号１）は、積層ずれ、グリーンシート２間の剥離がともに０％だった。
【００２８】
これに対し、Ｔａ＝Ｔｂ＝８０℃である比較例（試料番号２）、グリーンシート２間の剥離が５％発生した。一方、Ｔａ＝Ｔｂ＝９０℃である比較例（試料番号３）では、積層ずれが１０％発生した。
【００２９】
これらのことから、本発明の熱圧着装置１０は、一対のパンチ部５、６は、積層体１を加圧する際、積層体１の捨代領域Ｂに当接する部位５Ｂが基板領域Ａに当接する部位５Ａに比し高温に保持されるため、導体パターン３、４を有した複数個のグリーンシート２を積層してなる積層体１を加熱及び加圧する際に、導体パターン３、４の積層ずれを防止しつつ、グリーンシート２間の剥離を防止できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の熱圧着装置を示す図であり、（ａ）は概略図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図２】図１の熱圧着装置により作製した積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は縦断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０・・・・熱圧着装置
１・・・・・積層体
１ｍ・・・・母体積層体
２・・・・・グリーンシート
３、４・・・導体パターン
５・・・・・上パンチ部
５１・・・・発熱手段
６・・・・・下パンチ部
７・・・・・キャリアフィルム
Ａ・・・・・基板領域
Ｂ・・・・・捨代領域
２０・・・・積層セラミックコンデンサ
１１・・・・部品本体
１２・・・・誘電体層
１３、１４・内部電極
１５、１６・外部電極
【図１】
2005096314.tif 000003
【図２】
2005096314.tif 000004