(57)【要約】【課題】圧電トランスのような比較的大型の積層セラミック電子部品であっても、平易な方法で、効率よくまた素子の欠陥発生を抑制できる脱バインダーを行う方法を提供することを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために、本発明は、少なくともセラミック材料可塑剤と有機バインダーを用いてセラミックシートを作製するセラミックシート作製工程と、前記セラミックシートと内部電極とを交互に積層して積層体を得る積層工程と、前記積層体中の可塑剤を除去する脱可塑剤工程と、可塑剤除去後の積層体中の有機バインダーを除去する脱バインダー工程と、有機バインダー除去後の積層体を焼成する焼成工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法であって、前記脱可塑剤工程は、可塑剤除去後の積層体の気孔率が３％〜５％となるように脱可塑剤処理を行うようにするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともセラミック材料と可塑剤と有機バインダーを用いてセラミックシートを作製するセラミックシート作製工程と、前記セラミックシートと内部電極とを交互に積層して積層体を得る積層工程と、前記積層体中の可塑剤を除去する脱可塑工程と、可塑剤除去後の積層体中の有機バインダーを除去する脱バインダー工程と、有機バインダー除去後の積層体を焼成する焼成工程とを含む積層セラミック電子部品の製造方法であって、前記脱可塑工程は、可塑剤除去後の積層体の気孔率が３％〜５％となるように脱可塑剤処理を行うものである積層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、セラミックグリーンシートと電極とを交互に複数層積層して作製される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。
【背景技術】
【０００２】
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、内部電極となる導電体層とセラミック層となるグリーンシートとを交互に積層、焼成して作製されるが、内部電極やグリーンシートに含まれるフタル酸エステルなどの可塑剤や有機バインダーの除去が重要な技術ポイントの一つである。
【０００３】
この可塑剤や有機バインダーの除去については種々の方法が提案されており、例えば特許文献１をあげることができる。
【特許文献１】特開２００４−８７７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載された積層セラミックコンデンサのように、比較的小型（例えば１．０ｍｍ×０．５ｍｍ）の積層セラミック電子部品に比べて、液晶表示装置の冷陰極間を点灯させるための圧電トランスでは、例えば３５ｍｍ×１１ｍｍのように積層セラミック電子部品の中では特に形状が大きいため、焼成前の積層体の中に含まれる可塑剤や有機バインダーなどの有機物の除去が更に難しく、上記特許文献１に提案された方法では十分に効果を得ることができなかった。
【０００５】
加えて、圧電トランスの小型薄型化、高性能化の要求に応えるため、内部電極の配置などの積層構造の多様化や、積層数の増加に伴って、ますます可塑剤や有機バインダーなどの有機物の除去が困難になっている。
【０００６】
このような有機物の除去が不十分であると、積層の層間に口空きが生じるデラミネーション現象による不良が発生しやすいため、平易な方法で欠陥の発生を抑制することのできる有機物の除去方法の提供が求められていた。
【０００７】
本発明は、上記のような状況に鑑み、工業的に平易な方法で、効率よくまた欠陥の発生を抑制できる有機物の除去方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために本発明の積層セラミック電子部品の製造方法においては、セラミック材料と可塑剤と有機バインダーを含むセラミックシートと内部電極とを交互に積層して作製した積層体中の可塑剤を除去して積層体の気孔率を３％〜５％にした後、有機バインダーを除去（脱脂）後、焼成することを特徴とするものである。
【０００９】
即ち、脱バインダーにおいてデラミネーションなどの構造欠陥が発生する原因の一つとして、積層体中に液体のままで存在している可塑剤が、液体から急激に気化する際に体積が膨張する為に積層の層間に隙間を発生させ、デラミネーションなどの構造欠陥を発生させてしまうことがあげられる。
【００１０】
本発明は、上記の状況に鑑み、まず可塑剤の除去を行い、積層体中の当初可塑剤が存在していた部分に適度の気孔を形成し、この気孔の比率（気孔率）を管理することにより有機バインダー成分が抜けやすい状態を作り、このような状態のもとで脱バインダーを行うことによりデラミネーション不良を低減する有機物除去方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、セラミック材料と可塑剤と有機バインダーを含むセラミックシートと内部電極とを交互に積層して作製した積層体中の可塑剤を除去して積層体の気孔率を３％〜５％にした後、有機バインダーを除去（脱脂）後、焼成する構成であり、まず可塑剤の除去を行い、積層体中の当初可塑剤が存在していた部分に適度の気孔を形成し、この気孔の比率（気孔率）を管理することにより有機バインダー成分が抜けやすい状態を作り、このような状態のもとで脱バインダーを行うことにより積層体の内部構造欠陥であるデラミネーション不良を低減することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態について、図１を用いて積層圧電トランスを例に説明する。
【００１３】
図１は、本一実施の形態における積層圧電トランス１１の斜視図であり、入力電極である一次側電極１２と、昇圧後の電圧の出力電極である二次側電極１３が圧電セラミックを挟んで対向するように積層されている。
【００１４】
この積層圧電トランスの作製に関して、以下に説明する。
【００１５】
まずチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料やチタン酸鉛（ＰＴ）系の圧電材料粉末と、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）などの有機バインダー、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）などの可塑剤、酢酸ブチルなどの有機溶剤等を混合撹拌し、セラミックスラリーを作製する。
【００１６】
このセラミックスラリーを用いて、リバースロール等のシート成形機により、所定の厚みのグリーンシートを作製する。
【００１７】
一方、銀、パラジウム等の金属粉末と、有機バインダーや有機溶剤などを混合し、３本ロールミルなどで混練して内部電極ペーストを準備する。
【００１８】
次に、上記グリーンシート数枚を貼り合わせ、所望の厚みを持つ多重グリーンシートを作製する。
【００１９】
この場合、最初のグリーンシートを所望の厚みにしておけば、グリーンシートを貼り合わせる必要はないが、グリーンシートを貫通するピンホールなどが発生した場合、このグリーンシートを積層して得られた圧電トランスは所定の特性を得ることが出来なくなる。
【００２０】
従って、上記のように複数枚のグリーンシートを貼り合わせることにより、ピンホールなどのグリーンシート中の欠陥による圧電トランスの不良発生を抑制することができるのである。
【００２１】
次に貼り合わせ済みの多重グリーンシートの表面にスクリーン印刷機等を用いて、所定のパターンを有する内部電極を形成する。
【００２２】
その後、内部電極形成後の多重グリーンシート上に、他の多重グリーンシートを積み重ねて貼り合わせる。このような多重グリーンシートの積層、内部電極ペーストの印刷を所定回数繰り返すことにより、グリーンシートと内部電極が交互に積層された積層ブロックを作製する。
【００２３】
このようにして作製された積層ブロックは、圧電トランスとなる個片の積層体が複数集合したものである。
【００２４】
この積層ブロックを内部電極のパターンに応じて切断することにより、個片の積層体が得られる。この個片の積層体は焼成前という意味でグリーンチップとも呼ばれるものである。
【００２５】
この積層体（グリーンチップ）を、焼成用の容器（図示せず）に詰めて、脱可塑工程を行う。
【００２６】
ここで、脱可塑工程としては、１００℃〜２００℃の温度域で、必要に応じて２段階の脱可塑工程を実施する。図２は、脱可塑工程の温度プロファイルを示す図である。
【００２７】
本一実施の形態では、図２に示すように１２０℃５時間及び１８０℃で０．５〜３時間脱可塑工程を実施した。この時の脱可塑工程終了後の積層体の気孔率を測定した結果を（表１）に示す。
【００２８】
ここで、脱可塑工程を１２０℃及び１８０℃の２段階としたのは、可塑剤除去のためには１８０℃での熱処理が有効であるが、いきなり１８０℃に昇温した場合、素体の形状が大きいため、急激な温度上昇により素体に欠陥が発生するのを防止するためである。
【００２９】
また、気孔率は、積層、切断後の積層体の気孔率を０とし、脱可塑工程により減少した重量分が気孔に転化したものとして、気孔率＝（脱可塑工程前後の重量変化）／（積層体素子の体積）として算出した。
【００３０】
脱可塑工程終了後の積層体は、その後２４０℃で１０時間、３６０℃で７時間、２段階の脱バインダーを行った後、８００〜１１００℃で焼成する。
【００３１】
この脱バインダーにおいても、脱可塑工程と同様に２段階の脱バインダー工程を行うことが望ましい。
【００３２】
焼成後の焼結体は、内部電極を端面に露出させるために面取りを行った後、所定の箇所に外部電極（図示せず）を形成する。
【００３３】
外部電極形成後の焼結体に、所定の電圧を印加して分極処理を行い、積層圧電トランスの試料とした。
【００３４】
作製した圧電トランス試料各１００個について外観検査により、積層体のデラミネーションやクラックなどの構造欠陥検査を行った。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
（表１）の結果から明らかなように、脱可塑工程終了後の気孔率を３％〜５％の範囲内になるように脱可塑処理を行い、焼成した試料番号２〜５の圧電トランスの素子では、デラミネーションやクラックの発生は見られず、良好な素子が得られた。
【００３７】
これに対して、脱可塑工程終了後の気孔率が１％であった試料番号１の素子ではデラミネーションの発生が多く見られた。
【００３８】
これは、可塑剤の除去が不十分であったため、その後の脱バインダー工程において膨張飛散した可塑剤によりデラミネーションが発生したものと考えられる。
【００３９】
また、試料番号６のように、脱可塑工程終了後の気孔率が５％を超えるものについては、デラミネーションは発生していないが、クラックが多発している。
【００４０】
これは、可塑剤とともにバインダーの一部までもが飛散し、積層体がもろくなってしまったため、その後の焼成工程でクラックが発生したものと考えられる。
【００４１】
上記のように、脱可塑工程終了後の気孔率を３％〜５％の範囲になるように脱可塑を行い、その後脱バインダー及び焼成を行うことにより、デラミネーションやクラックの発生のない、優れた積層圧電トランスの素子が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法は、セラミックシートと内部電極とを交互に積層して作製した積層体中の可塑剤を除去して積層体の気孔率を３％〜５％にした後、有機バインダーを除去後焼成する構成であり、まず可塑剤の除去を行い、積層体中の当初可塑剤が存在していた部分に適度の気孔を形成し、この気孔の比率（気孔率）を管理することにより有機バインダー成分が抜けやすい状態を作り、このような状態のもとで脱バインダーを行うことによりデラミネーション不良を低減することができるため、圧電トランスなどの比較的大型の積層セラミック電子部品の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態における積層セラミック電子部品の斜視図
【図２】脱可塑工程の温度プロファイルの一例を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１１  積層圧電トランス
１２  一次側電極（入力電極）
１３  二次側電極（出力電極）
【図１】
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【図２】
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