(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｎＯを主材とするバリスタグリーンシートのシート面に、２軸平均径：１〜４μｍ、平均厚み：０．５〜０．１μｍ、２軸平均径／平均厚み：２〜４０の大きさを有する鱗片状のＰｄを主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成し、
前記バリスタグリーンシートを前記内部電極と交互に複数積層するにあたり、光源より光を積層のベースとなるバリスタグリーンシートのシート面に照射し、バリスタグリーンシートのシート面に印刷された内部電極の電極パターンと当該バリスタグリーンシートのシート面とから反射する光によるコントラストの差から、当該積層のベースとなるバリスタグリーンシートのシート面に印刷された内部電極の電極パターンを画像処理で求めるようにしたことを特徴とする積層セラミックチップバリスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＺｎＯを主材とするバリスタグリーンシートのシート面に、Ｐｄを主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成し、その内部電極の印刷されたバリスタグリーンシートを内部電極と交互に複数積層するに、内部電極の位置ズレを防いでバリスタグリーンシートを高精度に積層することを図れる積層セラミックチップバリスタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、積層セラミックコンデンサを例示すると、導電性ペーストから内部電極をセラミックグリーンシートのシート面に印刷し、そのセラミックグリーンシートを内部電極と交互に複数積層させてセラミック積層体を作製し、このセラミック積層体を部品単位に切断することからセラミック素体を得、その焼成処理後に内部電極と電気的に接続する端子電極をセラミック素体の両端部に設ける工程を経て製造されている。
【０００３】
その積層セラミックコンデンサの製造工程中で、内部電極の印刷されたセラミックグリーンシートを内部電極と交互に複数積層するには、内部電極の電極パターンとセラミックグリーンシートのシート面との色調差から内部電極の映像を撮像カメラで捉えて画像処理することから、積層のベースとなるセラミックグリーンシートのシート面に印刷された内部電極の電極パターンを割り出し、これに基づいて次のセラミックグリーンシートの積層位置を決定すれば高精度な積層を図れる。
【０００４】
然し、積層セラミックチップバリスタの場合、ＺｎＯを主材とするバリスタグリーンシートが黒色に近い色調を呈し、また、Ｐｄの球状粉を主成分とする導電性ペーストによる内部電極も黒色に近い色調を呈するため、その色の差から内部電極の映像を捉えることでは内部電極の画像を鮮明に捉えられない。このため、積層セラミックチップバリスタの場合、映像に基づくバリスタグリーンシートの積層では積層精度が低下し、特性のバラ付きが生ずることは避けられない。
【０００５】
その画像を鮮明に捉える対策の一つとしては、ＺｎＯを主材とするバリスタグリーンシート乃至はＰｄを主成分とする導電性ペーストの組成材料を異なる色調のものに変更すればよいが、これでは含ませる組成物の変更と共に、その組成物の変更による特性の劣化を伴う可能性があるところから好ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、組成物の変更によらず、勿論、特性の劣化を伴わず、内部電極の電極パターンを画像処理で鮮明に把握することから、バリスタグリーンシートの高精度な積層が図れると共に、特性の優れた積層セラミックチップバリスタが得られる積層セラミックチップバリスタの製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る積層セラミックチップバリスタの製造方法においては、ＺｎＯを主材とするバリスタグリーンシートのシート面に、２軸平均径：１〜４μｍ、平均厚み：０．５〜０．１μｍ、２軸平均径／平均厚み：２〜４０の大きさを有する鱗片状のＰｄを主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成し、
前記バリスタグリーンシートを前記内部電極と交互に複数積層するにあたり、光源より光を積層のベースとなるバリスタグリーンシートのシート面に照射し、バリスタグリーンシートのシート面に印刷された内部電極の電極パターンと当該バリスタグリーンシートのシート面とから反射する光によるコントラストの差から、当該積層のベースとなるバリスタグリーンシートのシート面に印刷された内部電極の電極パターンを画像処理で求めるようにされている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して説明すると、図示実施の形態はＺｎＯを主材とするバリスタグリーンシートのシート面に、Ｐｄを主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成し、そのバリスタグリーンシートを内部電極と交互に複数積層することから、積層セラミックチップバリスタを製造するに適用されている。
【０００９】
導電性ペーストとしては、２軸平均径（Ｄ）：１〜４μｍ、平均厚み（ｔ）：０．５〜０．１μｍ、２軸平均径／平均厚み（Ｄ／ｔ）：２〜４０の大きさを有する鱗片状のＰｄ（以下、「Ｐｄ鱗片」という。）を主成分とするものが用いられている。このＰｄ鱗片を主成分とするのは、バリスタグリーンシートのシート面よりの反射光と比べて内部電極の電極パターンより反射光を相対的に増やすためであり、また、Ｐｄ鱗片のＤ／ｔ比が大きいことによる内部電極の剥離（所謂、ノンラミ）の発生を防ぐことによる。
【００１０】
具体例としては、導電性ペーストはＰｄの混合割合を６０％程度に設定し、エチルセルロース，テルピネオールを添加してライカイ機で５時間程度混合することにより得られる。また、Ｐｄ鱗片は平均粒径が０．６μｍの球状粉を０．３μｍ径程度のＺｒＯ２ボールと共にボールミルに投入して所定の時間攪拌処理することにより得られる。
【００１１】
バリスタグリーンシートはＺｎＯを主材とし、ＣｏをＣｏＯとして１ｍｏｌ％、ＬａをＬａ２Ｏ３として０．５ｍｏｌ％、ＣｒをＣｒ２Ｏ３として０．０５ｍｏｌ％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３として０．０１ｍｏｌ％混合したものから、平均３５μｍ程度のシート厚みに形成されている。
【００１２】
上述したＰｄ鱗片含有の導電性ペーストを用いては、部品複数個取り用として内部電極を縦横に複数並べてバリスタグリーンシートのシート面にスクリーン印刷する。また、その内部電極を印刷したバリスタグリーンシートと共に、内部電極を印刷しないバリスタグリーンシートを最外層となる保護層の形成用として用意する。
【００１３】
バリスタグリーンシートの積層は、バリスタグリーンシートを昇降可能な積層ヘッドで吸着保持し、まず、内部電極の印刷されていないバリスタグリーンシートを積層ヘッド１から積層テーブルのテーブル上に載置し、次いで、内部電極の印刷面を上向きに向けて内部電極の印刷されたバリスタグリーンシートを所定数積層し、最後に、内部電極の印刷されていないバリスタグリーンシートを積層するよう行う。
【００１４】
その積層工程中で、図１で示すように内部電極１１ａ，１１ｂ…の印刷されたバリスタグリーンシート１０ｂ，１０ｃ…を積層するに、光源３から光を積層テーブル２のテーブル上に載置された積層のベースとなるバリスタグリーンシート１０ｂのシート面に照射し、内部電極１１ａ，１１ｂ…の電極パターンと当該バリスタグリーンシート１０ｂのシート面とから反射する光をＣＣＤカメラ４で捉え、図２で示すように反射光によるコントラストの差から内部電極１１ａ，１１ｂ…の電極パターンを画像処理装置５で求める。
【００１５】
画像処理装置５で求めた内部電極の電極パターンに応じては、当該積層のベースとなるバリスタグリーンシート１０ｂが積層ヘッド１の昇降位置に対して正規な積層位置にあるか否かを検査し、位置ズレが認められたときには積載テーブル２をＸ，Ｙ，θ方向に移動修正することにより位置ズレ補正を行った後、次の内部電極１１ａ，１１ｂ…の印刷されたバリスタグリーンシート１０ｃを積層ヘッド１により検査とは別ステージで積層する。
【００１６】
その先に積層されたバリスタグリーンシートのシート面と内部電極の電極パターンとの反射光によるコントラストの差から内部電極の電極パターンを画像認識し、必要に応じて位置ズレ修正した後、次の内部電極の印刷されたバリスタグリーンシート（図示せず）を積層することを順次繰り返し、バリスタグリーンシートを内部電極と交互に複数積層することにより、部品複数個取り用のバリスタ積層体として得られる。
【００１７】
バリスタ積層体は部品単位のバリスタ素体に切断し、バリスタ素体には焼成処理を施した後、図３で示すように内部電極１１ａ…，１１ａ’…と電気的に導通する端部電極１２、１３をバリスタ素体１０の両端部に形成することにより、内部電極の印刷されていないバリスタグリーンシートによる保護層１０ａ’，１０ｎ’を最外層に備え、内部電極１１ａ…，１１ａ’…とバリスタ層１０ｂ’，１０ｃ’…とを交互に積層した積層セラミックチップバリスタとして得られる。
【００１８】
その積層セラミックチップバリスタは、反射光によるコントラストの差から内部電極の電極パターンを画像処理で求め、内部電極の電極パターンから当該積層のベースとなるバリスタグリーンシートが積層ヘッドの昇降位置に対して正規な積層位置にあるか否かの検査により位置ズレ補正を行った後、次の内部電極の印刷されたバリスタグリーンシートを積層するため、内部電極の位置ズレがなくて特性の優れたものとして得られる。
【００１９】
内部電極を形成するＰｄ鱗片の大きさによる画像認識の可否は、次の検査により確認されている。この検査にあたっては、まず、ボールミルによる攪拌処理時間を変えて粒径：０．６μｍのＰｄ球状粉から大きさの異なる１３種のＰｄ鱗片を作製し、各Ｐｄ鱗片の大きさを顕微鏡写真による検査で２軸平均径（Ｄ）、平均厚み（ｔ）、２軸平均径／平均厚み（Ｄ／ｔ）を測定した。
【００２０】
各Ｐｄ鱗片は、エチルセルロース，テルピネオールを混合することにより大きさの異なるＰｄ鱗片を含有する１３種の導電性ペーストを作製した。この導電性ペーストを用いては、内部電極として３０００個配列するようシート厚み：３５μｍのバリスタグリーンシートにスクリーン印刷し、内部電極の印刷された１３種のバリスタグリーンシートを作製した。
【００２１】
その内部電極の乾燥処理後に、１ｃｍ程度離れた位置の光源から光を各バリスタグリーンシートのシート面に照射し、反射光の強さを光センサーで読み取ることにより、内部電極の電極パターンによる光の強さと、バリスタグリーンシートのシート面による光の強さとからコントラスト差を測定した。
【００２２】
その検査装置としては、光の強さを０から１０００までの数字でデジタル表示するものを用い、基準とする部分の反射光をリセットし、内部電極の電極パターンによる光の強さを基準の１０００とし、次いでバリスタグリーンシートのシート面による光の強さを測定することから、電極部の値（１０００）−シート部の値をコントラストとして測定した。
【００２３】
そのコントラストの測定と共に、各バリスタグリーンシートのシート面に対する光の照射により、内部電極と当該バリスタグリーンシートのシート面とから反射する光をＣＣＤカメラで捉え、この反射光によるコントラストの差から内部電極の電極パターンを求める画像処理検査を行った。その結果は、次の表１で示す通りである。
【００２４】
【表１】
0004423806.tif 000002
【００２５】
表１から明らかなように、２軸平均径（Ｄ）：０．６０μｍ、平均厚み（ｔ）：０．６０μｍ、２軸平均径／平均厚み（Ｄ／ｔ）：１．０の大きさを有するＰｄ鱗片を主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成したＮｏ１ではＰｄ鱗片のＤ／ｔ比が小さく、コントラストの差が３５４と少ないところから、内部電極の電極パターンを画像処理で認識できなかった。これに対し、Ｄ／ｔ比が１．５〜７３．０のＰｄ鱗片を主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成したＮｏ２〜Ｎｏ１３では内部電極の電極パターンを画像処理で一応認識できた。
【００２６】
内部電極が１０層となるよう各内部電極の印刷されたバリスタグリーンシートを１０枚積層すると共に、内部電極の印刷されていないバリスタグリーンシートを保護層として最外層に積層させてバリスタ積層体を作製し、このバリスタ積層体を部品単位のバリスタ素体に切断し、各１０００個のバリスタ素体を任意にサンプリングし、脱バインダー処理後に１２００℃で焼成処理し、更に、端部電極をセラミック素体の両端部に形成することから積層セラミックチップバリスタを作製した。
【００２６】
各１０００個のうちから、１００個を夫々任意にサンプリングすることにより静電容量の平均値、静電容量のバラ付きを検査すると共に、各１０００個について部品単位に切断後の積層構造欠陥の発生を検査した。この結果は、次の表２で示す通りであった。なお、Ｎｏ１は内部電極の電極パターンを画像処理で認識できなかったため、上述した特性検査の対象外とした。
【００２７】
【表２】
0004423806.tif 000003
【００２８】
表２から明らかなように、Ｐｄ鱗片のＤ／ｔ比が１．５で、コントラストの差が４１９の内部電極を形成したＮｏ２では、内部電極の電極パターンを画像処理で一応認識できたものの、この電極パターンの画像を鮮明に認識できなかったところから、内部電極の積層ズレが生じ、また、内部電極の積層ズレによる切断ズレ等により、静電容量のバラ付きが大きく、構造欠陥の発生したものが５４個も認められた。
【００２９】
一方、Ｄ／ｔ比が５４．６〜７３．０のＰｄ鱗片を主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成したＮｏ１１〜Ｎｏ１３では、内部電極の電極パターンを画像処理で鮮明に認識できて高精度なシート積層を行えたが、内部電極におけるバインダーの分散状態が悪化することによる密着性の低下から、ノンラミが発生し、静電容量のバラ付きが大きくなると共に、構造欠陥が多く発生することが認められた。
【００３０】
それに対し、Ｄ／ｔ比が２．２〜３９．９のＰｄ鱗片を主成分とする導電性ペーストにより内部電極を形成したＮｏ３〜Ｎｏ１０では、内部電極の電極パターンを画像処理で鮮明に認識できて高精度なシート積層を行えたことから、静電容量のバラ付きを少なく抑えられると共に、構造欠陥の発生したものが認められなかった。
【００３１】
この結果から、Ｎｏ３並びにＮｏ１０の近似値を含む２軸平均径（Ｄ）：１〜４μｍ、平均厚み（ｔ）：０．５〜０．１μｍ、２軸平均径／平均厚み（Ｄ／ｔ）：２〜４０の大きさを有するＰｄ鱗片、並びに、そのＰｄ鱗片を主成分とする導電性ペーストによっては画像処理で鮮明に認識可能な内部電極を形成できることを確認できた。
【００３２】
それと共に、この内部電極の画像処理によるシート積層では高精度なシート積層を行えるため、静電容量のバラ付きを少なく抑えられて構造欠陥の発生を防げることにより特性の良好な積層セラミックチップバリスタを製造できることを確認できた。
【００３３】
【発明の効果】
以上の如く、本発明に係る積層セラミックチップバリスタの製造方法に依れば、Ｐｄを主成分とする導電性ペーストから形成する内部電極と、ＺｎＯを主材とするバリスタグリーンシートとの色調が近似していても、内部電極の電極パターンとバリスタグリーンシートのシート面との反射光によるコントラストの差から、内部電極の電極パターンを画像処理で鮮明に把握できるため、セラミックグリーンシートの高精度な積層を図れ、特性の優れた積層セラミックチップバリスタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る積層セラミックチップバリスタの製造方法を適用する装置を概略的に示す説明図である。
【図２】  同装置の撮像カメラで得られる内部電極並びにバリスタグリーンシート層の画像を示す説明図である。
【図３】  同方法により得られる積層セラミックチップバリスタを示す説明図である。
【符号の説明】
１                  積層ヘッド
２                  積層テーブル
３                  光源
４                  撮像カメラ
５                  画像処理装置
１０ａ，１０ｂ…    バリスタグリーンシート
１１ａ，１１ｂ…    内部電極
【図１】
0004423806.tif 000004
【図２】
0004423806.tif 000005
【図３】
0004423806.tif 000006