(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に塗布厚みが１０μｍ以下となるようにセラミックスラリーを塗布する工程、および
前記支持体上に塗布された前記セラミックスラリーを複数のゾーンからなる乾燥炉で乾燥する工程を含み、
前記支持体上に塗布された前記セラミックグリーンシートを乾燥するための前記乾燥炉の最初のゾーンにおける乾燥温度をその次のゾーンの乾燥温度より高くし、
前記セラミックスラリーを前記支持体上に塗布した後、３秒以内に前記乾燥炉の最初のゾーンに前記セラミックスラリーを入れることを特徴とする、セラミックグリーンシートの製造方法。
【請求項２】
前記乾燥炉の最初のゾーンの乾燥温度とその次のゾーンの乾燥温度との差が１０℃以上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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はセラミックグリーンシートの製造方法に関し、特にたとえば、積層型の電子部品を作製するために用いられるセラミックグリーンシートを製造するための、セラミックグリーンシートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック材料で形成されたセラミックスラリーを用い、離型処理されたキャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗布して膜を形成し、乾燥炉内で膜を乾燥させることによりセラミックグリーンシートが作製されている。このとき、乾燥炉の最初のゾーンから後のゾーンに向かうにしたがって、徐々に乾燥温度が高くなるように設定されている。このように、徐々に乾燥温度を高くすることにより、セラミックグリーンシートが徐々に乾燥し、シート品質を安定させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようなセラミックグリーンシートの製造方法は、１０μｍを超える厚みを有するセラミックグリーンシートを製造する際に有効な方法である。しかしながら、積層コンデンサなどにおいては、誘電体の薄膜／多層化による高容量化が急速に進んでおり、それにともなってセラミックグリーンシートの薄膜化も進んでいる。シート厚み５μｍ前後の薄膜シートを従来の条件で乾燥した場合、キャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗布したのち、乾燥炉に入るまでに乾燥し、１０μｍを超える厚みを有するセラミックグリーンシートを作製する場合に比べてシート表面が粗く、密度も低下している。また、このようにして得られたセラミックグリーンシートを用いた積層コンデンサについては、不良率が高く、信頼性が低いという問題がある。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、シート厚みの薄いセラミックグリーンシートを製造する際にも、シート表面が緻密で、密度の高いセラミックグリーンシートを得ることができる、セラミックグリーンシートの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、支持体上に塗布厚みが１０μｍ以下となるようにセラミックスラリーを塗布する工程と、支持体上に塗布されたセラミックスラリーを複数のゾーンからなる乾燥炉で乾燥する工程とを含み、支持体上に塗布されたセラミックグリーンシートを乾燥するための乾燥炉の最初のゾーンにおける乾燥温度をその次のゾーンの乾燥温度より高くし、セラミックスラリーを支持体上に塗布した後、３秒以内に乾燥炉の最初のゾーンにセラミックスラリーを入れることを特徴とする、セラミックグリーンシートの製造方法である。
このようなセラミックグリーンシートの製造方法において、乾燥炉の最初のゾーンの乾燥温度とその次のゾーンの乾燥温度との差が１０℃以上あることが好ましい。
【０００６】
シート厚みが１０μｍ以下の薄いセラミックグリーンシートを作製する際、乾燥炉の最初のゾーンにおける乾燥温度を高くすることにより、支持体上に形成したセラミックスラリーの膜の粘度が低下し、レベリングが向上し、パッキング性がよくなって、シート密度が高くなるものと考えられる。
また、支持体上に形成したセラミックスラリーの膜が薄い場合、乾燥炉に入れるまでの時間が長いと、膜内の粒子のパッキングが進まないうちに膜が乾燥し、シート密度の低下が発生する。さらに、膜を乾燥炉に入れる前に、セラミックスラリーに含まれる溶剤が蒸発すると、その蒸発熱により膜が冷却され、膜内で水分が結露することも考えられる。このような現象を防ぐためには、支持体上にセラミックスラリーを塗布した後、３秒以内に乾燥炉に入れることが望ましい。
このような効果を得るためには、乾燥炉の最初のゾーンの温度が、その次のゾーンの温度より１０℃以上高いことが好ましい。
【０００７】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【発明の実施の形態】
セラミックグリーンシートを得るために、セラミック粉末を分散したセラミックスラリーが準備される。このセラミックスラリーが、ドクターブレード、ロールコーター、ダイコーター等で、支持体となるキャリアフィルム上にコーティングされる。このようにして、キャリアフィルム上にセラミックスラリーの膜が形成され、この膜が乾燥炉で乾燥させられる。なお、セラミックスラリーの膜の厚みは、１０μｍ以下となるように形成される。
【０００９】
乾燥炉は複数のゾーンからなり、それぞれのゾーンにおいて乾燥温度が設定される。この乾燥炉では、キャリアフィルム上に形成された膜が入る最初のゾーンの温度が、第２のゾーンの温度より１０℃以上高くなるように設定されている。この乾燥炉において、セラミックスラリーの膜が乾燥するが、キャリアフィルム上にセラミックスラリーの膜が形成されてから３秒以内に、膜が乾燥炉に入れられる。そして、乾燥炉の複数のゾーンにおいて膜が乾燥し、セラミックグリーンシートが作製される。
【００１０】
このような方法では、乾燥炉の最初のゾーンにおける温度が高いため、セラミックスラリーの膜の粘度が低下し、レベリングが向上して、パッキング性がよくなり、シート密度が高くなるものと考えられる。また、セラミックスラリーに含まれる溶剤が乾燥炉の最初のゾーンで蒸発し、雰囲気の溶剤濃度が高くなって膜の表面に乾燥皮膜が生成されないことにより、全体的な乾燥が可能で、セラミックグリーンシートの品質を向上させることができる。
【００１１】
また、セラミックスラリーの膜が薄い場合、乾燥炉に入るまでの時間を３秒以内と短くすることにより、外気中で膜の乾燥が進む前に乾燥炉に入れることができる。そのため、乾燥炉の最初のゾーンにおいて膜の温度が上昇し、膜の粘度が低下してレベリングおよびパッキングが進み、シート密度を高くすることができる。さらに、常温下に長時間放置されると、セラミックスラリー中の溶剤が蒸発し、その蒸発熱によって膜が冷却され、膜内で水分が結露することが考えられる。しかしながら、短時間で膜を乾燥炉内に入れることにより、乾燥炉内の熱エネルギによって、溶剤の蒸発による冷却を防止することができる。このように、セラミックスラリーの膜をキャリアフィルム上に形成してから３秒以内に乾燥炉に入れることにより、乾燥炉外における乾燥および溶剤の蒸発による不都合を防止することができる。
【００１２】
【実施例】
（実施例１）
セラミック粉末を分散したセラミックスラリーを準備し、ロールコーターを用いてセラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布して膜を形成し、熱風乾燥炉で乾燥してセラミックグリーンシートを作製した。形成したセラミックスラリーの膜の厚みは、３μｍ，６μｍ，９μｍ，１５μｍ，２０μｍである。このとき、乾燥炉は３つのゾーンで構成し、第１ゾーン、第２ゾーン、第３ゾーンの温度は、表１〜表５に示す温度とした。そして、得られたセラミックグリーンシートのシート品質を評価し、その結果を表１〜表５に示した。なお、表１は厚さ３μｍの膜、表２は厚さ６μｍの膜、表３は厚さ９μｍの膜、表４は厚さ１５μｍの膜、表５は厚さ２０μｍの膜についてのものである。
【００１３】
【表１】
0004143243.tif 000002
【００１４】
【表２】
0004143243.tif 000003
【００１５】
【表３】
0004143243.tif 000004
【００１６】
【表４】
0004143243.tif 000005
【００１７】
【表５】
0004143243.tif 000006
【００１８】
表１〜表５からわかるように、セラミックスラリーの膜の厚さが１０μｍ以下と薄い場合、第１ゾーンの温度を第２ゾーンの温度より高くすることにより、シート密度が高くなっているが、膜の厚さが１０μｍを超えるような厚い膜の場合、第１ゾーンの温度が高くなるにしたがってシート密度が低くなっている。薄い膜の場合、上述のように、乾燥炉の第１ゾーンの温度を高くすることにより、膜の粘度が低下し、レベリングおよびパッキングが進んで、シート密度が向上したものと考えられる。また、乾燥炉の第１ゾーンの雰囲気の溶剤濃度が高く、膜の表面が急激に乾燥しないため、良好なセラミックグリーンシートが得られたものと考えられる。
【００１９】
それに対して、１０μｍを超えるような厚い膜の場合、乾燥初期の温度が高いと、膜の粘度が低下して薄い膜と同様にレベリングは向上するものと考えられるが、膜の表面が急激に乾燥し、乾燥収縮が激しく、膜にひびが発生し、表面状態が低下したものと考えられる。したがって、この乾燥条件は、１０μｍ以下の薄い膜において有効に作用するものと考えられる。
【００２０】
（実施例２）
ロールコーターでセラミックスラリーをキャリアフィルム上に塗布して膜を形成し、乾燥炉に入るまでの時間の影響を調査した。セラミックスラリーを塗布する速度は５０ｍ／分とし、乾燥炉へ入るまでの時間を搬送フィルム長により変化させた。乾燥炉の乾燥条件としては、第１ゾーンの温度が９０℃、第２ゾーンの温度が７０℃、第３ゾーンの温度が９０℃となるように設定した。また、セラミックスラリーの膜の厚さは、３μｍ，６μｍ，９μｍ，１５μｍとした。そして、各厚さの膜について、乾燥炉に入るまでの時間と、シート密度（ｇ／ｃｍ3 ）との関係について調査し、その結果を表６に示した。
【００２１】
【表６】
0004143243.tif 000007
【００２２】
表６から、セラミックスラリーの膜の厚さが１０μｍ以下と薄い場合、乾燥炉に入るまでの時間が短いほどシート密度が高く、良好なシート品質となっているが、膜の厚さが１０μｍを超えるような厚い膜の場合、乾燥炉に入るまでの時間が７秒以内であればシート品質に与える影響は小さいことがわかる。セラミックスラリーの膜が薄い場合、短時間で乾燥炉に入れることにより、レベリングやパッキングが進まないうちに乾燥炉外で膜が乾燥することを防ぎ、しかも、膜内の溶剤の蒸発による温度低下で結露することを防ぐことができる。そのため、乾燥炉において、膜の温度が上昇し、膜の粘度低下により流動性が向上し、粒子のパッキングが密となり、シート密度が高くなったものであると考えられる。
【００２３】
それに対して、１０μｍを超えるような厚い膜の場合、乾燥炉に入るまでの時間が７秒以内であれば、乾燥炉外で膜が乾燥せず、乾燥炉内に入ってから乾燥が進むものであると考えられる。また、セラミックグリーンシートは表層部分の粗い部分と内部層とに分けられるが、厚膜シートの場合、表層部分の比率が低い。そのため、内装部分の粒子は乾燥雰囲気の影響を受け難く、乾燥炉内に入るまでの時間が長くても、密にパッキングすることができ、シート密度の低下は生じなかったのであろうと考えられる。
【００２４】
このように、厚さが１０μｍ以下と薄いセラミックグリーンシートを作製する場合、キャリアフィルム上にセラミックスラリーの膜を形成したのち、３秒以内に乾燥炉に入れ、さらに、乾燥炉の最初のゾーンの温度をその次のゾーンの温度より高くすることにより、シート密度が高く、品質の良好なセラミックグリーンシートを得ることができる。上述の実施例で得られたセラミックグリーンシートを用いて、２．０×１．２５ｍｍサイズで、内部電極層が２０層の積層コンデンサを試作して初期ショート率を評価したところ、シート密度が高いセラミックグリーンシートを用いたほうがショート率が低く、不良率が低かった。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、１０μｍ以下の薄いセラミックグリーンシートを作製する際に、乾燥炉の最初のゾーンの温度を高くし、セラミックスラリーの膜を形成したのち、３秒以内に乾燥炉に入れることにより、シート密度が高く、高品質のセラミックグリーンシートを得ることができる。