(57)【要約】  【課題】  セラミックグリーンシート、積層型セラミック電子部品および積層型セラミック電子部品の製造方法に関し、セラミックグリーンシートどうしの密着性が向上し、積層型セラミック電子部品の剥がれを防止できる。  【解決手段】  セラミック粉末と、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダとを含むセラミックグリーンシートであり、好ましくは、炭素数が１２以上である結晶性側鎖を用いる。このセラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成して積層型セラミック電子部品が作製される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック粉末と、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダとを含むセラミックグリーンシート。
【請求項２】
前記結晶性側鎖の炭素数が１２以上である、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。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のセラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成して作製された積層型セラミック電子部品。
【請求項４】
セラミック粉末と、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダと、溶媒とを混合してセラミックスラリーを作製する工程と、
前記セラミックスラリーをシート状に成形してセラミックグリーンシートを作製する工程と、
前記セラミックグリーンシートを積層，圧着してセラミック積層体を作製する工程と、
前記セラミック積層体を焼成する工程と、
を含む積層型セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記セラミック積層体を作製する工程において、前記セラミックグリーンシートを前記結晶性側鎖の融点以上の温度で圧着する、ことを特徴とする請求項４に記載の積層型セラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記セラミック積層体を作製する工程において、前記セラミックグリーンシートを５０ＭＰａ以下で圧着する、ことを特徴とする請求項５に記載の積層型セラミック電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記結晶性側鎖の炭素数が１２以上である、ことを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の積層型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】
本発明は、例えば積層コンデンサ等の電子部品に利用されるセラミックグリーンシート、積層型セラミック電子部品および積層型セラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層コンデンサ等の積層型セラミック電子部品は、導体を印刷したセラミックグリーンシートを多数枚積層し、熱圧着後、焼成して作製される。
【０００３】
このような積層型セラミック電子部品を作製するためのセラミックグリーンシートとして、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【特許文献１】特開平６−１６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来のセラミックグリーンシートにおいて、バインダとして用いられるメタクリレート系共重合体には、ブチルメタクリレートが５０重量％以上含有されている。このブチルメタクリレートは、結晶性側鎖を有しない。なお、結晶性側鎖は、セラミックグリーンシートの圧着時に溶解し、セラミックグリーンシートの密着性を高める効果がある。
【０００５】
従来例のセラミックグリーンシートには、結晶性側鎖を有しないブチルメタクリレートが５０重量％以上含有されていることから、結晶性側鎖の含有量は５０重量％未満となる。すなわち、密着性を高める結晶性側鎖の含有量が少なく、セラミックグリーンシートの圧着時に密着不良が発生する。このように、セラミックグリーンシートの密着が不十分となると、セラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成してなる積層型セラミック電子部品に剥がれが発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、密着性に優れたセラミックグリーンシート、そのセラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成してなり、剥がれを防止した積層型セラミック電子部品および積層型セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のセラミックグリーンシートは、セラミック粉末と、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダとを含むものである。
【０００８】
好ましくは、炭素数が１２以上である結晶性側鎖を用いる。
【０００９】
積層型セラミック電子部品は、このセラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成して作製される。
【００１０】
また、積層型セラミック電子部品の製造方法は、セラミック粉末と、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダと、溶媒とを混合してセラミックスラリーを作製する工程と、前記セラミックスラリーをシート状に成形してセラミックグリーンシートを作製する工程と、前記セラミックグリーンシートを積層，圧着してセラミック積層体を作製する工程と、前記セラミック積層体を焼成する工程とを含むものである。
【００１１】
好ましくは、前記セラミック積層体を作製する工程において、前記セラミックグリーンシートを前記結晶性側鎖の融点以上の温度で圧着したり、前記セラミックグリーンシートを５０ＭＰａ以下で圧着する。
【００１２】
より好ましくは、炭素数が１２以上である結晶性側鎖を用いる。
【００１３】
結晶性側鎖を有する樹脂としては、アクリル系，ポリエステル系，ポリエーテル系，ポリアミド系，ポリエチレンイミン系，シリコーン系などが挙げられるが、アクリル系樹脂を用いるのが好ましい。すなわち、アクリル系以外は、バインダの溶解性やこれらのバインダを用いたセラミックの分散性、セラミックグリーンシートの特性に問題があるためである。換言すれば、アクリル系はこれらの問題がなく、好適に利用できる。
【００１４】
アクリル系樹脂としては、ドデシルメタクリレート（１２），トリデシルメタクリレート（１３），テトラデシルメタクリレート（１４），ヘプタデシルメタクリレート（１５），ヘキサデシルメタクリレート（１６），ステアリルメタクリレート（１８），ドコシルメタクリレート（２２）等の炭素数１２以上の直鎖アルキル基側鎖を有するメタクリレートや、ベンジルメタクリレート（７），ナフチルメタクリレート（１０）等の芳香族側鎖を有するメタクリレートが挙げられる。なお、各物質名の後ろの括弧内の数字は、その物質の炭素数を示している。
【００１５】
本発明のセラミックグリーンシート、積層型セラミック電子部品および積層型セラミック電子部品の製造方法によると、セラミックグリーンシートを圧着する時に、バインダの結晶性側鎖の融点以上に加熱することにより結晶性側鎖が溶解する。この溶解した状態では、バインダどうしが混ざり易く、絡み合いが生じ、この絡み合いによりセラミックグリーンシートどうしの密着性が向上する。その結果、セラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成してなる積層型セラミック電子部品に剥がれが発生するのを防止できる。
【００１６】
また、炭素数が１２以上である結晶性側鎖を用いることにより、脱脂性が向上し、安定した品質の積層型セラミック電子部品が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセラミックグリーンシート、積層型セラミック電子部品および積層型セラミック電子部品の製造方法によれば、セラミックグリーンシートどうしの密着性が向上し、積層型セラミック電子部品の剥がれを防止できるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施の態様について説明する。
【００１９】
セラミックグリーンシートは、セラミック粉末と、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダとを含むものである。
【００２０】
積層型セラミック電子部品は、このセラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成して作製される。
【００２１】
積層型セラミック電子部品の製造方法は、セラミック粉末と、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダと、溶媒とを混合してセラミックスラリーを作製し、セラミックスラリーをシート状に成形してセラミックグリーンシートを作製し、セラミックグリーンシートを積層，圧着してセラミック積層体を作製し、セラミック積層体を焼成するものである。
【００２２】
表１に、本実施の態様に対応する実施例１〜９を示す。各実施例は、セラミックグリーンシートを構成するバインダの種類がそれぞれ異なっている。
【００２３】
表２に、比較例１〜７を示す。各比較例は、本実施の態様におけるバインダに含有される結晶性側鎖が６０重量％以上かつ９０重量％以下を満たさない例である。
【００２４】
【表１】
2005075673.tif 000002
【００２５】
【表２】
2005075673.tif 000003
ＥＭＡ：エチルメタクリレート
ＭＡ：メチルアクリレート
ＡＡ：アクリル酸
ＳＭＡ：ステアリルメタクリレート
ＮＭＡ：ナフチルメタクリレート
ＮＢＭＡ：ｎ−ブチルメタクリレート
ＤＭＡ：ドデシルメタクリレート
ＨＭＡ：ヘプタデシルメタクリレート
バインダ種は、バインダの種類を示しており、本実施例１〜９では、アクリルバインダ共重合体が用いられている。
【００２６】
バインダ組成と比率は、バインダを構成している組成物と、その構成比率を示している。なお、比率の単位はｗｔ％である。
【００２７】
結晶性側鎖は、バインダに含有されている側鎖の種類を示している。
【００２８】
結晶性側鎖含有率［ｗｔ％］は、バインダ中における結晶性側鎖の含有率を示している。
【００２９】
プレス圧［ＭＰａ］とは、セラミック積層体を作製する工程において、積層したセラミックグリーンシートを圧着する際の圧力である。
【００３０】
カット割れ［コ］は、カット後のチップ外観を工学顕微鏡（１０倍）にて観察した結果、１００個中の割れの個数を示している。
【００３１】
脱脂後剥がれ［コ］は、脱脂，焼成後のチップ外観を工学顕微鏡（１０倍）にて観察した結果、１００個中の剥がれの個数を示している。
【００３２】
残炭量［％］は、脱脂後のチップを炭素分析装置にて測定して得られる残存炭素量である。
【００３３】
耐圧不良［コ］は、積層コンデンサに、ＤＣ４０Ｖを２秒間印加し、１００個中のショートした個数を示している。
【００３４】
次に、表１，２に示した各バインダを含有したセラミックグリーンシートを用いて、積層型セラミック電子部品を製造する方法について具体的に説明する。
【００３５】
まず、チタン酸バリウムを主成分とするセラミック粉末１００重量部と、溶剤であるトルエンとエタノールをそれぞれ３９重量部，４重量部と、ポリアクリル酸系分散剤１重量部と、直径１ｍｍジルコニア製玉石６００重量部とを、ボールミルに投入し、１６時間湿式混合を行う。
【００３６】
次に、同一のボールミルに、表１，２に示したバインダを１４重量部とジオクチルフタレート４重量部と、トルエン２０重量部を添加し、さらに１６時間混合を行い、セラミックスラリーを得る。
【００３７】
ドクターブレード法にて、セラミックスラリーから厚み２μｍのセラミックグリーンシートを成形する。
【００３８】
セラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成し、４００枚積み重ねた後、８０℃に加熱し、５０ＭＰａの圧力を１分かけてセラミック積層体を得る。
【００３９】
セラミック積層体をカットして生チップとし、脱脂，焼成を経て、焼結チップを得る。
【００４０】
この焼結チップにて形成した積層コンデンサの大きさは２．０×１．２×１．２ｍｍ、素子厚は１．７μｍとなる。
【００４１】
次に、表１に記載の実施例１〜９について詳細に説明する。
【００４２】
実施例１〜５は、組成と比率が異なるアクリルバインダ共重合ポリマーからなり、結晶性側鎖はステアリルメタクリレートにて構成されている。結晶性側鎖含有率はそれぞれ異なり、またプレス圧は実施例５が３０［ＭＰａ］である以外は５０［ＭＰａ］である。
【００４３】
実施例６〜８は、それぞれ結晶性側鎖がナフチルメタクリレート，ドデシルメタクリレート，ヘプタデシルメタクリレートからなり、結晶性側鎖含有率は７０［ｗｔ％］、プレス圧は５０［ＭＰａ］である。
【００４４】
実施例９は、バインダが共重合ポリマーの混合体からなる。すなわち、ＥＭＡ／ＭＡ／ＡＡ＝２０／５／３の比率よりなる第１共重合ポリマーと、ＳＭＡ／ＡＡ＝７０／２の比率よりなる第２共重合ポリマーとを、２８／７２の比率にて混合したものである。結晶性側鎖はステアリルメタクリレートからなり、結晶性側鎖含有率は７０［ｗｔ％］、プレス圧は５０［ＭＰａ］である。
【００４５】
また、実施例１〜９の各バインダを含有したセラミックグリーンシートを積層する際には、８０℃で圧着される。これは、ステアリルメタクリレートの融点７０℃より高い温度である。すなわち、セラミックグリーンシートをステアリルメタクリレートの融点である７０℃以上の温度で圧着する。なお、結晶性側鎖の融点は、示差走査型熱量分析器（ＤＳＣ）を用いて容易に有り無しや融点を測定できる。このように、結晶性側鎖の融点以上の温度で圧着することで、結晶性側鎖が溶解してセラミックグリーンシート間を移行し、バインダどうしが混ざり易く、絡み合いが生じ、この絡み合いによりセラミックグリーンシートどうしの密着性が向上する。その結果、積層型セラミック電子部品の剥がれを防止できる。
【００４６】
また、結晶性側鎖の融点以上の温度で圧着するので、セラミックグリーンシートどうしの密着性が向上し、よってセラミックグリーンシートを５０ＭＰａ以下の低圧でも圧着できる。このように、低圧で圧着するので、セラミックグリーンシートが押し潰されるのを防止でき、耐圧不良を防止できる。
【００４７】
以上のように、結晶性側鎖を６０重量％以上かつ９０重量％以下含有するバインダからなる実施例１〜９では、カット割れ、脱脂後剥がれ、耐圧不良がいずれも１００個につき０個であり、また、残炭量は実施例６の１．３％以外はいずれも１．０％と少ない結果が得られた。
【００４８】
また、炭素数が１２以上である結晶性側鎖（実施例１〜５のステアリルメタクリレート、実施例７のドデシルメタクリレート、実施例８のヘプタデシルメタクリレート）を用いると、脱脂性が向上し、安定した品質のセラミック積層体が得られる。
【００４９】
これに対して、バインダに６０重量％以上かつ９０重量％以下の結晶性側鎖が含有されていない表２に記載の比較例１〜７では、下記に示す問題点が生じる。
【００５０】
比較例１〜３は、バインダがポリビニルブチラールからなり、結晶性側鎖を含有しない例であり、プレス圧５０，７０，１００［ＭＰａ］が異なっている。
【００５１】
比較例１，２，３の順にプレス圧が高くなるに従って、圧着時にセラミックグリーンシートが押し潰され、耐圧不良がそれぞれ１００個につき０個、１個、２個と増える。また、結晶性側鎖を含有しないため脱脂後剥がれが発生するが、プレス圧が高くなるに従って、脱脂後剥がれの個数が１００個につき１０個、３個、０個と減少する。さらに、残炭量は１．５％であり、残炭量が多くなると、強度の低下、気孔率の増加、誘電率の増加、誘電損失の増加、絶縁抵抗の低下などの問題が生じる。
【００５２】
比較例４は、バインダがアクリルからなり、結晶性側鎖を含有しない例である。なお、プレス圧は５０［ＭＰａ］である。
【００５３】
比較例４では、脱脂後剥がれが１００個につき５個となっている。
【００５４】
比較例５〜７は、バインダがアクリルからなり、結晶性側鎖はステアリルメタクリレートからなる。しかし、結晶性側鎖の含有率は６０重量％以上かつ９０重量％以下の範囲外である。すなわち、比較例５，６は結晶性側鎖の含有率がそれぞれ４８，５５［ｗｔ％］であって６０［ｗｔ％］未満であり、比較例７は結晶性側鎖の含有率が９５［ｗｔ％］であって９０［ｗｔ％］を超えている。なお、プレス圧は５０［ＭＰａ］である。
【００５５】
比較例５，６では、脱脂後剥がれがそれぞれ１００個につき２個、１個となっている。また、比較例７では、カット割れが１００個につき５個となっている。
【００５６】
なお、前記実施の態様に記載した積層型セラミック電子部品の製造方法の具体例は一例であって、例えば、セラミックグリーンシートを構成するセラミック粉末，バインダ，溶媒の組成や比率、圧着時の温度や圧力等は特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えば積層コンデンサ等の電子部品に利用されるセラミックグリーンシート、そのセラミックグリーンシートを積層、圧着後、焼成してなる積層型セラミック電子部品および積層型セラミック電子部品の製造方法に関する。