(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台パレット上に粘着層を形成する工程と、内部電極を形成したセラミックグリーンシートを、前記粘着層の上に順次積層することによって積層グリーンブロックを形成する工程と、前記支持台パレット上で前記積層グリーンブロックを所定形状の積層グリーンチップに切断する工程と、前記積層グリーンチップを焼成する工程と、を備えた積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記粘着層は樹脂からなる粘結剤と可塑剤との混合物からなり、前記切断する工程と、前記積層グリーンチップを前記支持台パレットに載置したまま２４０℃〜６００℃で加熱処理を行って前記粘着層の分解除去及び前記積層グリーンチップの脱バイを行う工程と、前記支持台パレットから前記積層グリーンチップを分離する工程と、前記焼成する工程と、を順次備えた積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記可塑剤の含有比率を７０重量％以下とする請求項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】
前記加熱処理を非酸化性雰囲気中で行う請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記粘着層の厚みを２０μｍ以下に形成する請求項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】
本発明は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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の積層セラミック電子部品として、積層セラミックコンデンサの製造方法を例に説明を行う。
【０００３】
先ず、セラミック材料粉末にバインダー等を加えたスラリーを用い、ドクターブレード法等でセラミックグリーンシートを作製する。
【０００４】
次に、セラミックグリーンシート面に内部電極を形成した後、これを支持台パレットの上に複数枚加熱積層し積層グリーンブロックを作製する。尚、内部電極を形成したセラミックグリーンシートは一層ごと交互に内部電極の長手方向に所定寸法ずらしながら積層を行う。
【０００５】
次いで、積層グリーンブロックを所定の積層グリーンチップ形状に切断した後、これを支持台パレットから分離した後、サヤ詰めし、６００℃前後の温度で脱バイに続いて焼成を行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最近の積層セラミックコンデンサは小型、大容量化に伴う内部電極及びセラミックグリーンシートの高積層品は、内部電極の積層及び積層グリーンチップの切断に高い精度が要求されている。高精度の対応には、支持台パレット上に積層するセラミックグリーンシートの面積を小さくし、切断時の位置ずれを防止するかまたは支持台パレットと積層グリーンブロックの間に１００℃程度の加熱で発泡して、切断後の積層グリーンチップの分離が容易な粘着発泡シートを介在させ積層グリーンブロックを固定し、切断時の積層グリーンブロックの位置ずれを防止する方法が用いられている。
【０００７】
前者は生産性が悪いという課題が有り、後者は粘着発泡シートを用いるためコストアップとなることに加え、粘着発泡シートから積層グリーンチップを分離する際に加熱するため、セラミックグリーンシート中のバインダーや可塑剤が流動性を増し、切断した積層グリーンチップどうしを最融着させその分解が困難になる。特にセラミックグリーンシートの積層数が多く、製品寸法の厚い大容量積層セラミックコンデンサにおいてはこの課題が顕著で、分離の際に機械的な負荷を積層グリーンチップに加えると、割れ、欠けなどが発生し品質的な問題も有していた。
【０００８】
また、積層グリーンチップどうしの再融着を低減する方策として、セラミックグリーンシートのバインダー量を減量する方法があるが、この場合、積層時にセラミックグリーンシートどうしの接着性が低下し、最終焼結体の内部にデラミネーション等の内部構造欠陥が発生しやすい。
【０００９】
本発明は積層グリーンブロックを精度良く積層グリーンチップ形状に切断し、これを分離する際に積層グリーンチップどうしの再融着と、外観不良の発生を防ぎ、しかも生産性の優れた積層セラミックコンデンサ等の積層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ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明は、支持台パレットの上にセラミックグリーンシートと内部電極とを交互に複数層積層した積層グリーンブロックを所定の積層グリーンチップ形状に切断した後、脱バイ、分離、焼成を行い積層セラミック電子部品を製造する製造工程において、支持台パレットと積層グリーンブロックとの間にセラミックグリーンシートのバインダーまたはこれより低沸点の粘結剤あるいはバインダーと可塑剤の混合物からなる粘着層を介在させ、これによって積層グリーンブロックを支持台パレットの上に強固に固定し、積層グリーンブロックの切断を行い、切断時の積層グリーンブロックの位置ずれを防止し、支持台パレット上に積層グリーンチップを載置したまま、２４０℃〜６００℃の温度で加熱処理を行い、粘着層及び積層グリーンチップのバインダー、可塑剤の除去を行った後、積層グリーンチップを支持台パレットからの分離を行い、支持台パレット上に積層グリーンチップを整列して脱バイを行うため、積層グリーンチップの再融着が防止され、しかも局部的な発熱がなく、均一に脱バイ処理ができ、内部構造欠陥等の不良低減に対しても有効な手段である。
【００１１】
この製造方法によって、積層、切断精度が高まり、また切断後の積層グリーンチップの分離作業が容易となり、外観不良の発生を抑制し、しかも生産性が向上することができるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、支持台パレットの上にセラミックグリーンシートと内部電極とを交互に複数層積層して積層グリーンブロックを形成し、その積層グリーンブロックを所定形状の積層グリーンチップに切断後、脱バイ、分離、焼成を行って積層セラミック電子部品を製造する製造工程において、前記支持台パレット面に粘結剤あるいは粘結剤と可塑剤の混合物からなる粘着層を形成し、粘着層を介して支持台パレット上にセラミックグリーンシート及び内部電極を交互に積層固着する積層セラミック電子部品の製造方法であり、最近の積層セラミックコンデンサに代表される積層セラミック電子部品は、小型化、大容量に対応しセラミックグリーンシート及び内部電極の高積層化が進行すると共に、内部電極の積層及び積層グリーンチップの切断に高い精度が要求され、これに対処するために生産効率を下げて支持台パレット上に小さい面積のセラミックグリーンシートを積層し積層グリーンチップ切断時の積層グリーンブロックの位置ずれを防止するか、または支持台パレットと積層グリーンブロックの間に１００℃程度の加熱により発泡する発泡粘着を用いて積層グリーンブロックを固定し、積層グリーンブロックの切断時の位置ずれを防止する必要があったが本発明はコストの高い粘着発泡シートに替えて、セラミックグリーンシートと同じバインダーまたはこれより低沸点の粘結剤を用い支持台パレット上に粘着層を形成し、これによって積層グリーンブロックを強固に固着するものであり、広い面積のセラミックグリーンシートを用い積層グリーンブロックを積層した場合においても、積層グリーンチップ形状に切断時に積層グリーンブロックを強固に支持台パレットに固着できる粘着層で、積層グリーンブロックの位置ずれを防止して、切断寸法精度の高い積層セラミック電子部品の製造方法を提供することができるものである。
【００１３】
また粘結剤と可塑剤の混合物において可塑剤の含有比率を７０重量％以下とする積層セラミック電子部品の製造方法は、支持台パレットの上に形成した粘着層が積層グリーンブロックを強固に接着することのできる粘着層の組成比率を規定したものであり、組成比率を規定した理由は、可塑剤の含有比率が多くなると粘着層の接着力が低下し、支持台パレット上で積層グリーンブロックの固着が弱く、剥がれ易くなり、このため積層グリーンチップ形状に切断する際に積層グリーンブロックが位置ずれし、切断精度が悪化するのを防止するためである。
【００１４】
また離型層を設けたフィルムの上面に有機溶剤、粘結剤及び可塑剤からなる混合物を塗布して粘着層を形成し、この粘着層を支持台パレットの面に転写した後フィルムを剥離し、支持台パレット面に粘着層を形成する積層セラミック電子部品の製造方法とすることにより、前もって長期間の保存の可能な粘着層シートを作製し、積層セラミック電子部品の製造の際に支持台パレットに転写することで容易に粘着層を形成することができ、積層セラミック電子部品の生産効率を高めることができ、より実用的な手段となる。
【００１５】
また有機溶剤、粘結剤及び可塑剤からなる混合物を支持台パレットの面に印刷した後、乾燥し支持台パレット面に粘着層を形成する積層セラミック電子部品の製造方法とすることにより、粘着層材料を粘結剤と可塑剤を混合したビヒクルとして保存しておき、積層セラミック電子部品の製造の際に支持台パレットに印刷することで、容易に粘着層を形成することができ積層セラミック電子部品の生産効率を高めるより実用的な手段となり、また前記フィルムの使用が節約できる低コストの製造手段が実現できる。
【００１６】
また支持台パレットの上で積層グリーンブロックを所定の積層グリーンチップ形状に切断した後、支持台パレットと共に２４０℃〜６００℃の温度で加熱処理を行い、次に支持台パレットから積層グリーンチップを分離する積層セラミック電子部品の製造方法とすることにより、従来方法では積層グリーンチップ状に切断した後、粘着層から分離する際に積層グリーンチップに大きな機械的な力を加える必要があり、この負荷が積層グリーンチップの割れ、欠けの原因となり外観不良を誘発する惧れが有ったが、これを防止するために切断した積層グリーンチップを支持台パレットと共に２４０℃〜６００℃の温度で加熱処理を行い粘着層及び積層グリーンチップに含まれるバインダー、可塑剤を分解除去した後、分離を行う方法では粘着層が分解除去されているため、ごく僅かな力で支持台パレットから分離でき外観不良を発生させることがなく、更に積層グリーンチップからバインダー、可塑剤が分解除去されているため切断した積層グリーンチップの再融着が発生しないという作用を有する。尚、加熱処理温度を２４０℃〜６００℃とした理由は、粘着層及び積層グリーンチップのバインダー、可塑剤の分解除去に必要な温度範囲を規定したものであり、処理温度が低い場合は、積層グリーンチップに含まれるバインダー、可塑剤の除去が不十分となり積層グリーンチップどうしが再融着し、処理温度が高い場合は積層グリーンチップ中のセラミック粒子間でネッキングが始まり、分離ができなくなるのを防止するためである。
【００１７】
また加熱処理を非酸化性雰囲気中で行う積層セラミック電子部品の製造方法とすることにより、切断した積層グリーンチップを同時に大量処理しても非酸化性雰囲気中であるため、バインダー、可塑剤の急激な発熱を伴う燃焼を抑制するとともに、最近の積層セラミック電子部品には低コスト化を図るために、内部電極にニッケル等の卑金属を用いるものが主流となってきており、この酸化を防止する。
【００１８】
また粘着層の厚みを２０μｍ以下に形成する積層セラミック電子部品の製造方法は、積層グリーンブロックを支持台パレットに固着させるに十分な粘着層を確保し、積層グリーンチップ形状に切断する際に積層グリーンブロックの位置ずれを防ぎ、精度の高い切断を可能にする粘着層の厚さを規定すると共に、２４０℃〜６００℃の温度での加熱処理で容易に分解除去できる厚さを規定したものである。
【００１９】
またアクリル系の粘結剤を用いる積層セラミック電子部品の製造方法は、２４０℃〜６００℃の温度範囲で完全に分解し、かつ非酸化性雰囲気で加熱処理を行っても粘着層が分解しやすい材質を規定したものである。
【００２０】
また支持台パレットにアルミナまたはアルミナ質磁器を用いる積層セラミック電子部品の製造方法とすることにより、支持台パレットに金属を用いた場合、繰返しの使用で支持台パレットの表面が酸化され粗れたり、また形成された酸化物皮膜が積層グリーンチップの表面に付着し製品性能を劣化させる惧れがあり、また更に、支持台パレットが６００℃近傍温度で熱歪みを受け変形し積層グリーンシート及び内部電極の積層または積層グリーンチップの切断の精度に悪影響を与え、これを防止するため支持台パレットに耐酸化性、耐熱性のアルミナまたはアルミナ系磁器を用いることにより、前記課題を解消することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
まず、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体セラミック粉末に、バインダーとしてポリビニールブチラール、可塑剤としてジブチルフタレート、有機溶剤として酢酸ブチルを加えスラリー化した後、公知のドクターブレード法を用いて厚さ１０μｍのグリーンシートを作製する。
【００２３】
また、これとは別に粘結剤のアクリル酸エステル重合体、可塑剤のジブチルフタレート、有機溶剤の酢酸ブチルを（表１）に示す組成比で混合し、公知のドクターブレード法を用いて表面に離型層を設けたポリエチレン製のフィルム面に厚さ１０μｍの粘着層シートを作製した。次に、これをアルミナ質磁器製の支持台パレットの面に転写した後フィルムを剥離し粘着層を形成した。
【００２４】
次に、セラミックグリーンシートを２０ｃｍ角に切断した後、この面にパラジウムを主成分とする電極ペーストを用いて内部電極を印刷塗工し、内部電極を形成したセラミックグリーンシートを一層ごと交互に内部電極の長手方向に所定寸法ずらしながら、粘着層を形成した支持台パレットの上に順次１００枚積層し積層セラミックコンデンサの積層グリーンブロックを作製した。
【００２５】
次いで積層グリーンブロックを最終の積層セラミックコンデンサの完成製品寸法が長さ３．２ｍｍ、幅１．６ｍｍの寸法になるように考慮し積層グリーンチップ形状に切断を行った。
【００２６】
その後、積層グリーンチップを支持台パレットに載置したまま（表１）に示す大気中の温度で一時間加熱処理を行った後、支持台パレットから積層グリーンチップを分離し、フルイを通して、積層グリーンチップどうしのくっつき発生数と、顕微鏡で分離した積層グリーンチップの変形、欠け、割れ等の外観不良発生数及び内部電極が露出している端部を観察し切断ずれ不良発生品を検査しその結果を併せて（表１）に示した。尚、切断ずれは、図１に示したように内部電極１の端部からセラミックグリーンシート２の端部までのサイドマージンＳ１、Ｓ２のいずれかが１００μｍより小さいものを不良としてカウントした。
【００２７】
【表１】
0004543447.tif 000002
【００２８】
（表１）からわかるように、可塑剤の混合比率が多いＮｏ．５は粘着層の接着性が弱いために、切断時に積層グリーンブロックが支持台パレットより剥がれやすくなり、位置ずれを起こし切断不良が多発している。しかしながらいずれともくっつき及び外観不良の発生は認められなかった。これから粘着層の可塑剤の混合比率を７０％より少なくすることで良好な接着性を有する粘着層が形成されることが明らかとなる。
【００２９】
（実施の形態２）
先ず、（表１）のＮｏ．３に示すビヒクルをアルミナ質磁器製の支持台パレット面に厚さ５μｍで印刷、乾燥し粘着層を形成した。
【００３０】
次に、実施の形態１と同様に、パラジウムを主成分とする電極ペーストで内部電極を形成した２０ｃｍ角のセラミックグリーンシートを、一層ごと交互に内部電極の長手方向に所定寸法ずらしながら、粘着層を形成した前記支持台パレットの上に順次１００枚積層し積層セラミックコンデンサの積層グリーンブロックを作製した。
【００３１】
次いで、積層グリーンチップ形状に切断した後、支持台パレットごと（表２）に示す大気中の温度で一時間加熱処理を行い、支持台パレットから分離し、実施の形態１と同じ評価方法で、くっつき不良と外観不良の発生数を調査しその結果を（表２）に併せて示した。
【００３２】
【表２】
0004543447.tif 000003
【００３３】
（表２）からわかるように、加熱処理を行わなかったＮｏ．６は支持台パレットから分離する際に、大きな機械的負荷を積層グリーンチップに加えたために外観不良が多発し、また加熱処理温度が本発明の範囲より低いＮｏ．７は逆に、積層グリーンチップのバインダーが中途半端な加熱で流動性を増し、切断した積層グリーンチップを再融着させくっつき不良が多発すると共に、粘着層の分解が不十分で粘着力を有しているため、支持台パレットから分離する際に大きな機械的負荷を積層グリーンチップに加えたために外観不良も多発している。
【００３４】
また更に、加熱処理温度が本発明の範囲より高いＮｏ．１０は積層グリーンチップのセラミック粒子のネッキングが始まり、これにより積層グリーンチップどうしのくっつき不良発生数が多くなる。これに対して、加熱処理を２４０℃〜６００℃の範囲で実施したＮｏ．８、９は、粘着層及び積層グリーンチップのバインダー、可塑剤が完全に除去されているため容易に支持台パレットから分離され、またセラミック粒子のネッキングも起こっていないため、くっつき不良、外観不良の発生も認められない。この結果から切断した積層グリーンチップを支持台パレットと共に２４０℃〜６００℃の温度で熱処理を行うことが有効な手段であることが明らかとなる。
【００３５】
（実施の形態３）
先ず、実施の形態２と同様に（表１）のＮｏ．３に示すビヒクルをアルミナ質磁器製の支持台パレット面に厚さ５μｍで印刷、乾燥し粘着層を形成した。
【００３６】
次に、実施の形態１と同様の方法で作製した２０ｃｍ角のセラミックグリーンシート面にニッケルを主成分とする電極ペーストを用い内部電極を形成した。
【００３７】
次いで、内部電極を印刷したセラミックグリーンシートを、一層ごと交互に内部電極の長手方向に所定寸法ずらしながら粘着層を形成した前記支持台パレットの上に順次１００枚積層し積層セラミックコンデンサの積層グリーンブロックを作製した。
【００３８】
その後、積層グリーンブロックを積層グリーンチップ形状に切断した後、支持台パレットごと（表３）に示す非酸化性雰囲気中の温度で一時間加熱処理を行い、支持台パレットから分離し、実施の形態１と同じ評価方法で、くっつき不良と外観不良の発生数を調査しその結果を（表３）に併せて示した。
【００３９】
【表３】
0004543447.tif 000004
【００４０】
（表３）からわかるように、加熱処理温度が本発明の範囲より低いＮｏ．１１は、積層グリーンチップのバインダーが中途半端な加熱温度で流動性を増し、切断した積層グリーンチップを再融着させくっつき不良が多発すると共に、粘着層の分解が不十分で粘着力を有しているため、支持台パレットから分離する際に大きな機械的負荷を積層グリーンチップに加えたために外観不良も多発している。
また、加熱処理温度が本発明の範囲より高いＮｏ．１５はグリーンチップのセラミック粒子のネッキングが始まり、これにより積層グリーンチップどうしのくっつき不良発生数が多くなる。これに対して、本発明の範囲内の温度で加熱処理を実施したＮｏ．１２〜Ｎｏ．１４は非酸化性雰囲気中においても粘着層及び積層グリーンチップのバインダー、可塑剤が完全に除去されているため容易に支持台パレットから分離することができ、またセラミック粒子間のネッキングも起こっていないためくっつき不良の発生が少なく、外観不良の発生も認められなかった。この結果から内部電極にニッケルを用いた積層グリーンチップにおいても非酸化性雰囲気中で支持台パレットと共に２４０℃〜６００℃の温度で熱処理を行うことが有効な手段であることが明らかとなる。
【００４１】
（実施の形態４）
先ず、実施の形態２と同様に（表１）のＮｏ．３に示すビヒクルを用い、ポリエステル製のフィルム面に公知のドクターブレード法を（表４）に示す厚さの粘着層を形成した後、これをアルミナ質磁器製の支持台パレット面にそれぞれ転写を行い粘着層を形成した。
【００４２】
次に、粘着層を形成した支持台パレット上に実施の形態と同様に、内部電極を印刷した２０ｃｍ角のセラミックグリーンシートを、一層ごと交互に内部電極の長手方向に所定寸法ずらしながら、順次１００枚積層し積層セラミックコンデンサの積層グリーンブロックを作製した。
【００４３】
次いで、積層グリーンブロックを積層グリーンチップ形状に切断した後、支持台パレットごと（表４）に示す大気中の温度で一時間加熱処理を行い、次に支持台パレットから積層グリーンチップを分離、フルイを通して、実施の形態１と同様の評価方法で、くっつき不良と外観不良の発生数を調査しその結果を併せて（表４）に示した。
【００４４】
【表４】
0004543447.tif 000005
【００４５】
（表４）からわかるように、粘着層の厚みが本発明の範囲より厚いＮｏ．１８は、４５０℃の温度で一時間加熱処理を行っても粘着層の分解除去が不十分なため、支持台パレットから積層グリーンチップを分離する際に機械的負荷を加える必要があり、このため取り外し不良が発生している。これに対し、粘着層の厚みが本発明の範囲内のＮｏ．１６とＮｏ．１７は、一時間の加熱処理で粘着層が十分に分解され、外観不良が発生していないことが明らかである。この結果から粘着層の厚さは２０μｍ以下に制御する必要があることが分かる。
【００４６】
（実施の形態５）
先ず、実施の形態２と同様に（表１）のＮｏ．３に示すビヒクルをアルミナ質磁器製の支持台パレットと、ステンレス製の支持台パレット面にそれぞれ厚さ５μｍで印刷、乾燥し粘着層を形成した。
【００４７】
次に、実施の形態１と同様にパラジウムを主成分とする電極ペーストで内部電極を形成した２０ｃｍ角のセラミックグリーンシートを、一層ごと交互に内部電極の長手方向に所定寸法ずらしながら粘着層を形成した前記それぞれの支持台パレットの上に順次１００枚積層し積層セラミックコンデンサの積層グリーンブロックを作製した。
【００４８】
次いで、積層グリーンチップ形状に切断した後、支持台パレットごと（表５）に示す大気中の温度で一時間加熱処理を行った後、積層グリーンチップを支持台パレットから分離し、支持台パレットの表面粗れ、変形、凹凸の有無を目視検査した。支持台パレットに異常がない場合は、再度その支持台パレット面に粘着層を形成した後、積層グリーンブロックの積層、積層グリーンチップの切断、支持台パレットごと（表５）に示す大気中の温度で一時間加熱処理、及び支持台パレットから積層グリーンチップの分離の作業を繰り返し行いながら、支持台パレットの表面粗れ、変形、凹凸の有無の目視検査を行った。この繰り返し作業において、表面粗れ、変形、凹凸などの異常が確認された場合、その支持台パレットの使用限界とし、その結果を併せて（表５）に示した。
【００４９】
【表５】
0004543447.tif 000006
【００５０】
（表５）からわかるように、ステンレス製の支持台パレットは、加熱処理温度が高くなるに従って表面粗れ、変形、凹凸などの異常が早期に発生しやすく、耐久性に問題があることが分かる。これに対して、アルミナ質の支持台パレットは、高い温度で加熱処理を繰り返し行っても、表面粗れ、変形、凹凸などの異常が発生せず、耐久性が高いことが明らかである。この結果から６００℃前後の温度で繰り返し長期間使用するためにはアルミナ質磁器等のセラミック材料が有効な材料となることが明らかとなる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、支持台パレットの上にセラミックグリーンシートと内部電極とを交互に複数層積層して積層グリーンブロックを形成し、その積層グリーンブロックを所定形状の積層グリーンチップに切断後、脱バイ、分離、焼成を行って積層セラミック電子部品を作製する製造工程において、先ず支持台パレット面に粘結剤、あるいは粘結剤と可塑剤の混合物からなる粘着層を形成し、次に、この粘着層を形成した支持台パレット上にセラミックグリーンシート及び内部電極を交互に積層した積層グリーンブロックを作製し、次いで、積層グリーンブロックを所定の積層グリーンチップ形状に切断を行った後、支持台パレット上に積層グリーンチップを載置したまま、２４０℃〜６００℃の温度で加熱処理を行って、積層グリーンチップを支持台パレットから分離する製造方法によれば、切断した積層グリーンチップを支持台パレットから分離する際に、積層グリーンチップに機械的負荷を加えることなく容易に分離することができるため、変形、欠け、割れ等の外観不良の発生を防ぎ、しかも切断した積層グリーンチップどうしの再融着の発生もなくなり、生産性に優れた積層セラミック電子部品を容易に提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層セラミック電子部品の製造方法における積層グリーンチップに切断したときの切断ずれを説明する説明図
【符号の説明】
１  内部電極
２  セラミックグリーンシート
【図１】
0004543447.tif 000007