(57)【要約】【課題】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力を、セラミックグリーンシートの特性の劣化をもたらすことなく、容易にかつ微妙にかつ焼成することを可能とする工程を備えた積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】キャリアフィルム１上にセラミックグリーンシート２を形成し、キャリアフィルム１に支持されたセラミックグリーンシート２をキャリアフィルム１から剥離し、積層し、得られた積層体を焼成し、焼成により得られた焼結体に外部電極を形成する積層セラミック電子部品の製造方法であって、セラミックグリーンシート２を形成するためのセラミックスラリー中の複数の溶剤の比率を調整することにより、セラミックグリーンシート２をキャリアフィルム１から剥離する際の剥離力を１８〜５５０ｍＮ／５４ｍｍ幅の範囲で調整する、積層セラミック電子部品の製造方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の溶剤を含む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を形成する工程と、
前記キャリアフィルムに支持された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、該セラミックグリーンシートを積層する工程と、
前記セラミックグリーンシートの積層により得られた積層体を焼成し、焼結体を得る工程とを備え、
前記セラミックスラリー中の複数の溶剤の比率を調整することにより、前記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する際の剥離力を１８〜５５０ｍＮ／５４ｍｍ幅の範囲で調整することを特徴とする、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記複数の溶剤が、トルエン及びエタノールである、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記トルエンとエタノールの重量比が９：１〜１：９の範囲である、請求項２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記トルエンと前記トルエンとの重量比が６：４〜４：６の範囲にある、請求項３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】
本発明は、セラミック多層基板などの積層セラミック電子部品の製造方法に関し、より詳細には、キャリアフィルム上にセラミックグリーンシートを成形し、該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つつ積層する工程を備える積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック多層基板などの積層セラミック電子部品の製造に際しては、先ず、複数枚のセラミックグリーンシートが積層されて積層体が得られる。そして、この積層体を焼成することにより、セラミック多層基板などを構成するセラミック焼結体が得られている。
【０００３】
ところで、薄いセラミックグリーンシートを取り扱うことが困難であるため、複数枚のセラミックグリーンシートを積層するに際しては、キャリアフィルムに支持されたセラミックグリーンシートが用意される。すなわち、キャリアフィルム上に形成された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、積層することにより積層体が得られている。
【０００４】
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するには、セラミックグリーンシートとキャリアフィルムとの間の剥離力が適性な大きさに設定される必要があった。剥離力が大きすぎるとセラミックグリーンシートの変形や破損等が生じるおそれがあった。また、剥離力が低すぎると、両者の間の密着力が低くなり、隙間が生じたり、セラミックグリーンシートとキャリアフィルムとの間に空気がかみ込んだりし、セラミックグリーンシートの平坦性が損なわれることがあった。
【０００５】
そこで、従来、キャリアフィルムの表面を離型処理するのに用いられる離型剤を適度な剥離力を有するように選択する方法、あるいはセラミックグリーンシート中のバインダー樹脂や可塑剤の種類及び含有量を調整することにより、セラミックグリーンシートとキャリアフィルムとの密着力を調整する方法が用いられていた。
【０００６】
また、下記の特許文献１には、セラミックグリーンシート上に電極パターンを転写する工程において、キャリアフィルム上に電極パターンを形成しておき、該電極パターンをキャリアフィルムと共にセラミックグリーンシートに圧接し、キャリアフィルムのみを剥離する方法が開示されている。ここでは、キャリアフィルムと電極パターンの剥離力が３〜７Ｎ／２４ｍｍの大きさとされ、それによって電極パターンがキャリアフィルムから無理なく剥離されるとされている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２２７０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、キャリアフィルム表面に塗工される離型剤を選択する方法では、離型剤の選択により剥離力を調整することは可能である。しかしながら、適切な離型剤を開発する必要があり、離型剤の開発・選定に時間を要し、かつコストが高くつくという問題があった。
【０００９】
また、離型剤により剥離力を調整する方法では、離型剤固有の特性に基づき剥離力が決定されるため、剥離力は段階的にしか調整できなかった。また、剥離力を微妙に調整することは困難であった。従って、特定のキャリアフィルム及び特定のセラミックグリーンシートに最適な剥離力が得られるように、剥離力を微妙に調整することができなかった。
【００１０】
他方、セラミックグリーンシート中に含有されるバインダー樹脂や可塑剤の種類や量を変更した場合には、セラミックグリーンシートの強度若しくは伸びなどの物性が変化せざるを得なかった。そのため、セラミックグリーンシートの加工性に問題が生じがちであった。従って、後工程において、セラミックグリーンシートが加工された際にシート屑が発生したり、セラミックグリーンシートにヒビや破れ等が生じることがあった。
【００１１】
また、バインダー樹脂の種類及び含有量等は、セラミックグリーンシートの焼成により得られる特性の最適化を図ることを優先的に決定されている。従って、剥離力を調整するためにバインダー樹脂や可塑剤の含有量や種類などを変更した場合、目的とする特性を得ることができなくなる。すなわち、剥離力を最適とするようにバインダー樹脂や可塑剤の種類及び量を最適化した場合、得られるセラミックグリーンシートの要求特性が適切な範囲からずれるおそれがあった。
【００１２】
他方、上記特許文献１に記載の先行技術では、キャリアフィルムと電極パターンとの剥離力が３〜７Ｎ／２４ｍｍとされており、それによってセラミック焼成基板上に電極パターンを転写する際に、キャリアフィルムを無理なく剥離することができるとされている。しかしながら、ここでは、キャリアフィルムと電極パターンとの剥離力が上記のように特定の範囲に設定されているだけであり、またこのような剥離力を実現するために、キャリアフィルムとしてのプラスチックフィルム表面に１０ｍｍ以下の離型剤が塗工されている。すなわち、特許文献１では、離型剤の種類及び塗工厚みを制御することにより、上記電極パターンのキャリアフィルムからの剥離力が調整されているにすぎない。
【００１３】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、キャリアフィルムに支持された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、積層する工程を備えた積層セラミック電子部品の製造方法であって、セラミックグリーンシートの特性の低下やセラミックグリーンシートの変形若しくは破損等を招くことなく、セラミックグリーンシートをキャリアフィルムから無理なく剥離することができると共に、剥離力を微妙に調整することが可能であり、様々なセラミックグリーンシートに対応し得る積層セラミック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】
本発明は、複数の溶剤を含む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を形成する工程と、前記キャリアフィルムに支持された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、該セラミックグリーンシートを積層する工程と、前記セラミックグリーンシートの積層により得られた積層体を焼成し、焼結体を得る工程とを備え、前記セラミックスラリー中の複数の溶剤の比率を調整することにより、前記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する際の剥離力を１８〜５５０ｍＮ／５４ｍｍ幅の範囲で調整することを特徴とする、積層セラミック電子部品の製造方法である。
【００１５】
本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法のある特定の局面では、上記複数の溶剤として、トルエン及びエタノールが用いられる。
本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法のより限定的な局面では、上記トルエンとエタノールの重量比が、９：１〜１：９、より好ましくは６：４〜４：６とされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１７】
本実施例では、先ず、図１（ａ）に示すように、キャリアフィルム１上にセラミックグリーンシート２が形成される。キャリアフィルム１としては、ポリエチレンテレフタレートなどの適宜の合成樹脂からなるフィルムを用いることができるが、本実施例では、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み５０μｍのキャリアフィルムを用意した。
【００１８】
また、上記セラミックグリーンシート２は、適宜のセラミックスラリーをキャリアフィルム１上にドクターブレード法などにより塗工することにより形成される。本実施例では、セラミックグリーンシート２として、アルミナ系セラミック粉末と、バインダー樹脂としてのＰＶＢ（ポリビニルブチラール）と、可塑剤としてのＤＯＰ（ジ−２−エチルヘキシルフタレート）と、溶剤としてのトルエン及びエタノールを含むセラミックスラリーを用いた。
【００１９】
上記セラミックスラリーにおけるトルエンとエタノールの割合を重量比で種々変化させ、複数種のセラミックスラリーを用意した。
そして、上記複数種のセラミックスラリーを用いて、キャリアフィルム１上に、複数種のセラミックグリーンシート２を形成した。
【００２０】
また、上記のようにして、キャリアフィルム１に支持されたセラミックグリーンシート２を用意した後、図１（ｂ）に示すように、積層ステージ３上において転写法によりセラミックグリーンシート２を積層した。図１（ｂ）では、先に積層されているセラミックグリーンシート２上に次のセラミックグリーンシート２がキャリアフィルム１と共に重ねられ、圧接されている状態が示されている。この状態からキャリアフィルム１を剥離することにより、セラミックグリーンシート２が前に積層されていたセラミックグリーンシート２に圧着される。
【００２１】
本実施例では、セラミックグリーンシート２をキャリアフィルム１から剥離する際の剥離力の調整が、トルエンとエタノールとの配合比により調整される。これを、図２及び図３を参照して説明する。
【００２２】
上記セラミックスラリーを用意するに際し、トルエンとエタノールとの配合比は、重量比で９：１〜１：９の範囲で変化させた。すなわち、エタノールの比率を０．１〜０．９の割合で変化させた。このようにして得られたセラミックグリーンシート２のキャリアフィルム１からの剥離力を、巾５４ｍｍの、セラミックグリーンシートが形成されたキャリアフィルムを準備し、グリーンシートを９０°上方に引っ張ってキャリアフィルムから剥離する際の力を測定する９０°剥離試験により測定した。
【００２３】
結果を図２及び図３に示す。図２は、横軸がエタノール比率で表されており、エタノール比率と剥離力との関係が示されている。また、図３では、横軸がトルエンとエタノールとの重量比であり、該重量比に対する剥離力の変化が示されている。
【００２４】
図３から明らかなように、トルエンとエタノールとの混合比を９：１〜１：９の範囲で変化させた場合、この混合比に応じて剥離力が１８〜５５０ｍＮ／５４ｍｍ幅の範囲で変化され得ることがわかる。特に、トルエンとエタノールとの混合比が６：４〜４：６の範囲では、剥離力が大きく変化し、しかも図２から明らかなように、ほぼ直線的に変化することがわかる。従って、好ましくは、トルエンとエタノールとの混合比を６：４〜４：６の割合で含むようにセラミックスラリーを調整し、該トルエンとエタノールとの混合比をこの範囲で調整することにより、剥離力を大きくかつ微妙に調整し得ることがわかる。
【００２５】
上記のように、セラミックスラリー中の複数の溶剤の混合比を変更することにより、剥離力が変化するのは以下の理由によると考えられる。すなわち、セラミックグリーンシートを成形し乾燥する過程において、溶剤が蒸発するが、この溶剤の蒸発測定がスラリー中の溶剤比を変更することにより変化する。乾燥が遅い場合には、溶剤中に溶解したバインダー樹脂がキャリアフィルム側に以降し易くなり、キャリアフィルム側においてバインダー量が多くなり、剥離力が大きくなると考えられる。
【００２６】
他方、乾燥が速やかに進行した場合には、バインダー樹脂は、セラミックグリーンシートの厚み方向に均一に分布し、キャリアフィルム側におけるバインダー量がさほど多くならないため、剥離力が小さくなると考えられる。すなわち、セラミックグリーンシートの成形後の乾燥過程における溶剤の蒸発速度が変更されることにより、上記のように剥離力が変化していると考えられる。
【００２７】
図２の直線Ａは、エタノール比率に対する剥離力の変化を示し、剥離力をＹ、エタノールの混合溶剤中の比率をＸとしたとき、剥離力ＹはＹ＝ＡＸ＋Ｂ（但し、Ａ，Ｂは定数）で与えられることがわかる。ここではＡ＝１７３、Ｂ＝−６５であり、直線Ａは、Ｙ＝１７３Ｘ−６５で表わされる。
【００２８】
なお、実際には、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂにおいて、スラリーの乾燥条件のばらつきやキャリアフィルム表面の離型剤のばらつき等により、上記Ａは１５０〜２００、Ｂは−５０〜−８０の範囲で変化する。
【００２９】
しかしながら、セラミックスラリーにおけるトルエンとエタノールとの混合比を制御することにより、トルエンとエタノールとの混合比を６：４〜４：６の範囲で変化させることにより、剥離力を大きくかつ調整し得ることがわかる。
【００３０】
他方、図３から明らかなように、この範囲外、すなわち、エタノール比率が０．４未満あるいは０．６を越える範囲は、剥離力はトルエンとエタノールとの混合比の変化に対して緩やかに変化することがわかる。従って、エタノール比率が０．４未満の範囲、または０．６を越える範囲を用いることにより、混合溶媒中のエタノール比率を制御することにより剥離力を非常に高精度に変更し得ることがわかる。
【００３１】
このように、本実施例の製造方法では、セラミックスラリー中のトルエンとエタノールとの混合比を制御するだけで、剥離力を所望の値とするように容易に調整し得ることがわかる。また、トルエンとエタノールとの混合比を、６：４〜４：６の範囲では剥離力を混合比の変更により大きく変化させ得ることができ、この範囲外では、溶媒の混合比を変更することにより剥離力を高精度に調整し得ることがわかる。
【００３２】
なお、トルエンとエタノールとの混合比が６：４〜４：６の範囲では、上述したように混合比の変化により剥離力が大きく変化するが、この場合であっても、剥離力は連続的に変化しているため、剥離力を微妙に調整することができる。
【００３３】
なお、上記実施例では、トルエンとエタノールとからなる溶剤を用いたが、セラミックスラリーにおける複数の溶剤はトルエンとエタノールの組み合わせに限定されない。例えば、アルコール類、アセトン、メチルエチルケトン及び酢酸エチルなどの溶剤から適宜の２種の溶剤あるいは３種以上の溶剤を組み合わせて用いてもよい。これらの溶剤を用いた場合であっても、溶剤の混合比を調整することにより、セラミックグリーンシートのキャリアフィルムからの剥離力を連続的にかつ微妙に調整することができる。
【００３４】
なお、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法では、上記のように、キャリアフィルムに支持されたセラミックグリーンシートがキャリアフィルムから剥離され、セラミックグリーンシートが積層される。このようにして得られた積層体を用いて積層セラミック電子部品を製造する工程については特に限定されない。一例として、積層セラミックコンデンサの製造方法に応用した例を、図４〜図６を参照して説明する。
【００３５】
図１（ｂ）に示したように複数枚のセラミックグリーンシート２を積層するに際し、セラミックグリーンシート上に予め導電パターンを形成しておき、導電パターンが形成された複数枚のセラミックグリーンシートを積層する。それによって、図４に示すように、導電パターン４が埋設されたセラミック積層体５が得られる。そして、該積層体５を個々の積層セラミックコンデンサ単位の積層体に切断することにより、図５に正面断面図で示す積層体５Ａが得られる。積層体５Ａ中には、上記導電パターン４が切断されることにより形成された内部電極４Ａ，４Ｂが厚み方向に交互に積層されている。
【００３６】
そして、積層体５Ａを焼成することにより、図６に示す焼結体５Ｂが得られる。焼結体５Ｂの両端面に外部電極６ａ，６ｂを形成することにより積層セラミックコンデンサ７が得られる。
【００３７】
なお、本発明は、積層セラミックコンデンサに限らず、セラミック多層基板などの様々な積層セラミック電子部品の製造に用いることができる。
また、上記実施例では、キャリアフィルム１に支持されたセラミックグリーンシート２を先に積層されていたセラミックグリーンシート２上に圧接し、剥離する転写法により複数枚のセラミックグリーンシート２が積層されていたが、図７に示すように、積層・吸引ヘッド８を用い、該積層・吸引ヘッド８をキャリアフィルム１上のセラミックグリーンシート２上に圧接し、吸引し、積層・吸引ヘッド８を上昇させることにより、キャリアフィルム１上からセラミックグリーンシート２を剥離してもよい。この場合には、積層・吸引ヘッド８に支持されたセラミックグリーンシート２が、別の位置にある積層ステージ３上に移動され、かつセラミックグリーンシート２が積層・吸引ヘッド８から積層ステージ３上に移され、セラミックグリーンシート２の積層が行なわれる。この場合においても、積層・吸引ヘッド８により、セラミックグリーンシート２をキャリアフィルムから剥離する際には、上記セラミックグリーンシート２中の溶剤の含有割合を制御することにより、セラミックグリーンシート２のキャリアフィルム１に対する剥離力が適度な値とされ得る。従って、上記実施例と同様に、セラミックグリーンシート２をキャリアフィルムから無理なく剥離することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法では、キャリアフィルムに支持された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て積層するに際し、該セラミックグリーンシートを得るためのセラミックスラリー中の複数種の溶媒の混合比率を変更することにより、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力が１８〜５５０ｍＮ／５４ｍｍ幅の範囲で調整される。従って、溶剤の混合比を変更するだけで剥離力を１８〜５５０ｍＮ／５４ｍｍ幅の範囲で調整し得るので、剥離力の調整を容易に行なうことができる。
【００３９】
加えて、上記実施例から明らかなように、溶剤の混合比率を変化させることにより、剥離力が連続的に変化するため、剥離力を微妙に調整することができると共に、様々な値の剥離力を容易に設定することができる。
【００４０】
さらに、セラミックスラリー中における複数種の溶剤の混合比を変化させるだけであるため、すなわちバインダー樹脂や可塑剤の種類及び含有量を変更しなくともよいため、セラミックグリーンシートの特性に影響を与えることなく、剥離力を調整することができる。従って、セラミックグリーンシートの後で行なわれる加工性が損なわれることもない。加えて、焼成に際しての脱バインダー性能も変わらないため、最終的に得られた積層セラミック電子部品の特性の悪化も生じがたい。
【００４１】
また、従来法では、離型剤の選択により剥離力が調整されていたが、本発明の製造方法では、複数種の溶剤の混合比を調整すればよいだけであるため、既存の離型剤を用いることができる。従って、新規な離型剤の材料開発が不要であり、短期間かつ低コストで所望の剥離力を容易に実現することができる。
【００４２】
本発明においては、好ましくは、上記複数種の溶剤としてトルエン及びエタノールが用いられ、この場合には、入手可能であり安価なトルエン及びエタノールを用い、トルエン及びエタノールの混合比を制御するだけで、剥離力を容易にかつ連続的に変化させることができる。
【００４３】
また、トルエンとエタノールとの混合比が重量比で６：４〜４：６の範囲では、剥離力が比較的大きく変化するため、剥離力を比較的大きくかつ微妙に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例においてキャリアフィルム上に支持されたセラミックグリーンシート及び該セラミックグリーンシートを積層する工程を示す各模式的正面断面図。
【図２】本発明の実施例において、セラミックスラリー中のトルエン−エタノール混合溶媒におけるエタノール比率を変化させた場合の剥離力の変化を示す図。
【図３】セラミックスラリー中のトルエン−エタノール混合溶媒におけるトルエンとエタノールとの混合比率を変化させた場合の剥離力変化を示す図。
【図４】本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製造工程において得られたマザーの積層体を示す正面断面図。
【図５】図４に示したマザーの積層体を切断することにより得られた個々のセラミック電子部品単位の積層体を示す正面断面図。
【図６】図５に示した積層体を用いて得られた積層セラミックコンデンサを示す正面断面図。
【図７】本発明の製造方法においてセラミックグリーンシートを積層する他の方法を説明するための正面断面図。
【符号の説明】
１…キャリアフィルム
２…セラミックグリーンシート
３…積層ステージ
４…導電パターン
４Ａ，４Ｂ…内部電極
５…マザーの積層体
５Ａ…積層体
５Ｂ…焼結体
６ａ，６ｂ…外部電極
７…積層セラミックコンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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