(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアフィルムに形成されたセラミックグリーンシート表面に内部電極用導電ペーストと段差解消誘電体用スラリーとをグラビア印刷法を用いて形成し、前記セラミックグリーンシートを積層する工程を含む積層電子部品の製造方法であって、
前記内部電極用導電ペースト印刷時に当該内部電極用導電ペーストによる第１の位置合わせマークを前記セラミックグリーンシート上に印刷し、前記段差解消誘電体用スラリー印刷時に当該段差解消誘電体用スラリーによる第２の位置合わせマークを前記セラミックグリーンシート上に印刷し、
前記第１・第２の位置合わせマークを透過光で同時に読み取り、第１・第２の位置合わせマークの相対位置に基づいて前記内部電極用導電ペーストと前記段差解消誘電体用スラリーとの印刷位置ずれを検出し、該位置ずれが小さくなる方向に、前記内部電極用導電ペーストの印刷位置または前記段差解消誘電体用スラリーの印刷位置をフィードバック制御する積層電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記第１・第２の位置合わせマークを読み取るとともに、読み取った画像情報に含まれる、滲み等の誤差要因を抑える画像処理を行う請求項１に記載の積層電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記セラミックグリーンシートと前記内部電極用導電ペーストおよび前記段差解消誘電体用スラリーとの色合いを、それぞれに異ならせた請求項１または請求項２に記載の積層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】
この発明は、積層電子部品の製造方法、特に、グラビア印刷法により、内部電極および段差解消誘電体を形成する積層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、積層電子部品である積層セラミックコンデンサの製造方法は、以下の通りである。
【０００３】
誘電体層となるセラミックグリーンシート表面に所定形状の内部電極用導電ペーストを印刷して形成し、乾燥した後、所定枚数積層して焼成する。その後、所定の形状に切断して各チップを形成する。次に、内部電極に導通する外部電極をチップの端面に塗布し、焼成することにより、単体の積層セラミックコンデンサを形成する。
【０００４】
しかし、近年、積層セラミックコンデンサの小型化、高集積化に伴い、コンデンサを構成する内部電極を形成した誘電体層の積層枚数が大幅に増加している。従来の積層セラミックコンデンサの構造では、内部電極の有る部分と無い部分とでは、内部電極が有る部分の方が内部電極の分だけ厚くなる。積層枚数が少なければ大きな問題は発生しないが、積層枚数が増加することにより、厚みの差が大きくなり、チップ内部でのクラックや空隙等の発生する可能性が増加する。
【０００５】
このような問題を解決する方法として、セラミックグリーンシートの内部電極を形成していない部分に段差解消誘電体を形成した積層セラミックコンデンサが考案されている。
【０００６】
このような積層セラミックコンデンサでは、上記の問題は解決するが、内部電極用導電ペーストの他に、段差解消誘電体用スラリーをセラミックグリーンシート表面に印刷しなければならず、印刷工程が二つに増加する。また、内部電極と段差解消誘電体とは、印刷時の位置合わせ精度が要求される。
【０００７】
この印刷方法としては、一般に、印刷精度が高いスクリーン印刷法が用いられてきたが、工法上、電極の厚みは２〜３μｍ程度必要となってしまう。また、スクリーン印刷法では印刷工程のリードタイムが長くなってしまう。これでは、小型化が難しく、量産性に適さない。
【０００８】
これらのことから、特開平８−２５０３７０号に開示されているような、誘電体層が３μｍ程度、電極の厚みが１μｍ程度と薄膜化でき、量産性に優れるグラビア印刷法を用いるようになってきた。
【０００９】
また、グラビア印刷工程における位置合わせ精度を向上させるために、特開平１１−８１５６号に開示されているような、位置合わせ方法が用いられている。
【００１０】
図５は積層電子部品の製造方法における、内部電極用導電ペーストおよび段差解消誘電体用スラリーのグラビア印刷の工程を表した図である。
図５において、１はセラミックグリーンシートを表面に形成したキャリアフィルム、２は常時一定のテンションをキャリアフィルムに与えるテンションロール、３は外部からの命令によりキャリアフィルムにかけるテンションを調製するコンペンセータロール、４は内部電極用導電ペーストおよび段差解消誘電体用スラリーを乾燥する乾燥炉、５は内部電極の位置を検出するＣＣＤカメラ、１１は内部電極用導電ペースト印刷用のグラビア版を設置したグラビア印刷ロール、１２は段差解消誘電体用スラリー印刷用のグラビア版を設置したグラビア印刷ロールである。
【００１１】
巻出し部より搬出された、表面にセラミックグリーンシートを形成したキャリアフィルム１は、複数のテンションロール２間を経由して、グラビア印刷ロール１１に達する。グラビア印刷ロール１１には、所定形状で導電ペーストを転写するグラビア印刷版を設置しており、キャリアフィルム１がグラビア印刷ロール１１に接することにより、セラミックグリーンシート表面の所定の位置に導電ペーストを所定の形状で転写し、焼成前の内部電極となる。この焼成前の内部電極を、以下単に「内部電極」という。
【００１２】
内部電極を形成したセラミックグリーンシートは複数のテンションロール２を経由した後に、コンペンセータロール３を経由し、再度複数のテンションロール２を経由して、グラビア印刷ロール１２に達する。グラビア印刷ロール１２には、所定形状で、誘電体粉末と有機バインダーからなるスラリーを転写するグラビア印刷版を設置しており、キャリアフィルム１がグラビア印刷ロール１２に接することにより、セラミックグリーンシート表面の所定の位置にスラリーを転写する。
【００１３】
ここで、グラビア印刷ロール１２の直前に、ＣＣＤカメラ５を設置し、転写された内部電極を認識する。認識された内部電極を基に位置ずれ等の補正内容を演算し、コンペンセータロール３の駆動部に伝送する。この信号を受け、コンペンセータロール３のキャリアフィルム１に対するテンションおよび角度を補正して、内部電極と段差解消誘電体とが正規の位置に印刷できるように、キャリアフィルム１を搬送し、グラビア印刷ロール１２でスラリーを転写する。
【００１４】
転写されたスラリーは乾燥炉４内を通過することにより乾燥され、焼成前の段差解消誘電体を形成する。同時に、乾燥炉４によって、内部電極も乾燥される。この焼成前の段差解消誘電体を、以下単に「段差解消誘電体」という。
【００１５】
その後、セラミックグリーンシートの所定位置に所定形状で内部電極および段差解消誘電体を形成したキャリアフィルム１は巻取り部に搬送され巻き取られる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の積層コンデンサの製造方法におけるグラビア印刷方法には、以下に示す解決すべき課題があった。
【００１７】
図６の（ａ）は内部電極形成後のキャリアフィルム１の部分平面図であり、（ｂ）は段差解消誘電体形成後のキャリアフィルム１の部分平面図である。なお、（ｂ）は段差解消誘電体が内部電極に対して正規の位置からずれた部分平面図である。
【００１８】
図６において、１はキャリアフィルム、５１はセラミックグリーンシート、５２は内部電極、５４は段差解消誘電体、５６は内部電極５２と段差解消誘電体５４との重なり部、５７は内部電極５２と段差解消誘電体５４との両方が形成されていない空白部である。
【００１９】
前述のように内部電極５２と段差解消誘電体５４とをグラビア印刷により形成する場合、内部電極５２のパターンをＣＣＤカメラで認識した後、段差解消誘電体５４となるスラリーを印刷するグラビア印刷ロールまで、一定の距離を有することとなる。この距離は設備的に一定にすることは容易に可能であるが、キャリアフィルム１は内部電極５２となる導電ペースト転写後の乾燥や印刷時のテンション等の影響を受け、伸縮ばらつきを起こす。このため、内部電極５２のパターンを認識した位置が、常にスラリーのグラビア印刷版の同一位置になるとは限らず、図６の（ｂ）に示すような位置ずれを生じ易い。
【００２０】
内部電極５２と段差解消誘電体５４との位置ずれ、すなわち、重なり部５６や空白部５７が生じると、積層される内部電極５２の誘電体層間の段差を助長することとなり、構造欠陥の発生する可能性をさらに増加させる。構造欠陥を生じさせないためには５０μｍの精度が必要であるが、従来の方法では、実験的に１００μｍを越えるズレが発生することが確認されている。
【００２１】
また、内部電極または段差解消誘電体を形成するグラビア印刷ロールの版胴を取り外した場合に、再度取り付けて、位置あわせを行うために多大な時間と労力を必要する事となる。
【００２２】
この発明の目的は、内部電極と段差解消誘電体の転写を、容易に位置あわせすることができるグラビア印刷方法を備えた、積層電子部品の製造方法に関するものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、内部電極用導電ペースト印刷時に当該内部電極用導電ペーストによる第１の位置合わせマークをセラミックグリーンシート上に印刷し、段差解消誘電体用スラリー印刷時に当該段差解消誘電体用スラリーによる第２の位置合わせマークを前記セラミックグリーンシート上に印刷し、前記第１・第２の位置合わせマークを透過光で同時に読み取り、第１・第２の位置合わせマークの相対位置に基づいて内部電極用導電ペーストと段差解消誘電体用スラリーとの印刷位置ずれを検出し、該位置ずれが小さくなるように、内部電極用導電ペーストの印刷位置と段差解消誘電体用スラリーの印刷位置とを合わせてグラビア印刷を行い積層電子部品を製造する。
【００２４】
また、この発明は、個別の位置合わせマークを読み取るとともに、読み取った位置合わせマークの画像に発生する、滲み等の誤差要因を抑える処理を行ってグラビア印刷を行い積層電子部品を製造する。
【００２５】
また、この発明は、セラミックグリーンシートと、内部電極用導電ペーストおよび段差解消誘電体用スラリーとの色合いを、それぞれに異ならせてグラビア印刷の位置合わせを行い積層電子部品を製造する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に係る積層電子部品の製造方法について、図１，図２を参照して説明する。
図１は積層電子部品の内部電極および段差解消誘電体を形成する工程を示した図である。
図２の（ａ）は内部電極形成後のキャリアフィルム１の部分平面図であり、（ｂ）は段差解消誘電体形成後のキャリアフィルム１の部分平面図である。
図１において、１はセラミックグリーンシートを表面に形成したキャリアフィルム、２は常時一定のテンションをキャリアフィルムに与えるテンションロール、３は外部からの命令によりキャリアフィルムにかけるテンションを調製するコンペンセータロール、４ａは内部電極用導電ペーストを乾燥する乾燥炉、４ｂは段差解消誘電体用スラリーを乾燥する乾燥炉、５は位置合わせマークを検出するＣＣＤカメラ、６は照明装置、７はシャッター検出センサ、１１は内部電極用導電ペースト印刷用のグラビア版を設置したグラビア印刷ロール、１２は段差解消誘電体用スラリー印刷用のグラビア版を設置したグラビア印刷ロールである。
また、図２において、１はキャリアフィルム、５１はセラミックグリーンシート、５２は内部電極、５３はＣＣＤ用のシャッタータイミング検出マーク、５４は段差解消誘電体、５５は積層用の位置合わせマーク、６１は電極パターンによる位置合わせマーク（第１の位置合わせマーク）、６２は誘電体パターンによる位置合わせマーク（第２の位置合わせマーク）である。
【００２９】
巻出し部より搬出された、表面にセラミックグリーンシートを形成したキャリアフィルム１は、複数のテンションロール２間を経由して、グラビア印刷ロール１１に達する。グラビア印刷ロール１１には所定の形状で導電ペーストを転写するグラビア印刷版を設置しており、キャリアフィルム１がグラビア印刷ロール１１に接することにより、セラミックグリーンシート表面の所定の位置に導電ペーストを所定の形状で転写する。転写された導電ペーストは乾燥炉４ａ内を通過することにより乾燥され、内部電極を形成する。このように、図２の（ａ）に示すように、セラミックグリーンシート５１の表面に所定の形状で配列された内部電極５２を形成する。これとともに、積層時の位置合わせマーク５５、段差解消誘電体用スラリーを転写する際の位置合わせに用いる電極パターンによる位置合わせマーク（第１の位置合わせマーク）６１、およびＣＣＤカメラ５が作動するタイミングを与えるシャッタータイミング検出マーク５３をそれぞれセラミックグリーンシート５１表面の所定の位置に、同時に形成しておく。
【００３０】
内部電極５２を形成したセラミックグリーンシート５１は複数のテンションロール２を経由した後に、コンペンセータロール３を経由し、再度複数のテンションロール２を経由して、グラビア印刷ロール１２に達する。グラビア印刷ロール１２には所定の形状で、誘電体粉末と有機バインダーからなるスラリーを転写するグラビア印刷版を設置しており、キャリアフィルム１がグラビア印刷ロール１２に接することにより、セラミックグリーンシート５１表面の所定の位置にスラリーを内部電極５２に重ならないように転写する。ここで、図２の（ｂ）に示すように、電極パターンによる位置合わせマーク６１の近傍に誘電体パターンによる位置合わせマーク（第２の位置合わせマーク）６２を段差解消誘電体５４と同時に形成しておく。
【００３１】
グラビア印刷ロール１２の直後には、ＣＣＤカメラ５、照明装置６、シャッタータイミング検出センサ７からなる位置合わせマーク検出ユニットを設置し、セラミックグリーンシート５１上に形成された電極パターンによる位置合わせマーク６１と誘電体パターンによる位置合わせマーク６２とを同時に検出する。
【００３２】
グラビア印刷ロール１２にてスラリーを印刷されたセラミックグリーンシート５１は搬送され、シャッタータイミング検出マーク５３をシャッタータイミング検出センサ７が検出すると、照明装置６はセラミックグリーンシート５１に光を投射する。それと同時にＣＣＤカメラ５は透過光により電極パターンによる位置合わせマーク６１と誘電体パターンによる位置合わせマーク６２との画像を読み取る。
【００３３】
図３の（ａ）は、ＣＣＤカメラ５により検出された電極パターンによる位置合わせマーク６１と誘電体パターンによる位置合わせマーク６２との画像８０を示した図であり、７１，７２はそれぞれ電極パターンの滲みおよび誘電体パターンの滲みである。図３の（ｂ）は、図３の（ａ）を画像処理した状態での位置合わせマーク６１，６２を示した図である。
【００３４】
図３の（ａ）に示す画像に処理を施し、電極パターンによる位置合わせマーク６１と誘電体パターンによる位置合わせマーク６２との相対位置関係から位置ずれ量を算出する。この算出結果から、ずれを小さくするように補正し、スラリー印刷の際の位置合わせにフィードバックする。
【００３５】
図３の（ａ）に示すように通常、それぞれのマークには滲み７１，７２が発生する。この滲み７１，７２は、印刷毎に変化するものであるため、相対位置関係を算出するには誤差要因となる。この影響を防止するため、画像処理としては、図３の（ｂ）に示すように、滲み７１，７２を含む画像自体に、適正な閾値で低濃度部分を取り除くフィルタをかけ、滲み７１，７２を排除した状態で、位置合わせマーク６１，６２を検出し、相対位置関係を算出する方法を用いる。
【００３６】
また、フィードバックの方法としては、次の二つの方向について行われる。すなわち、キャリアフィルム１の搬送方向に対するズレと、キャリアフィルムの幅方向に対するズレである。搬送方向のズレに対しては、導電ペーストを印刷するグラビア印刷ロール１１と、スラリーを印刷するグラビア印刷ロール１２との間に、図１に示すようにコンペンセータロール３を配置しているが、このコンペンセータロール３の位置を移動させることにより、グラビア印刷ロール１１とグラビア印刷ロール１２との間のパスライン長を変化させる。これにより、スラリー印刷開始位置がずれるため、搬送方向のズレを補正することができる。次に、幅方向のズレに対しては、グラビア印刷ロール１２をキャリアフィルム１の幅方向に移動させることによりズレを補正する。ここで、キャリアフィルム１の幅方向にグラビア印刷ロール１２を移動させる場合、キャリアフィルム１が１ｍ搬送されるに当たり１ｍｍ以下の移動量とする必要がある。これにより、グラビア印刷ロール１２の移動によるグラビア印刷版とキャリアフィルム１に形成されたセラミックグリーンシート５１との擦れを最小限に抑えることが可能となり、それぞれの摩耗を抑制することができる。
【００３７】
このように転写されたスラリーは、乾燥炉４ｂ内を通過することにより乾燥され、段差解消誘電体５４を形成する。
【００３８】
その後、セラミックグリーンシート５１の所定の位置に所定の形状で内部電極５２および段差解消誘電体５４を形成したキャリアフィルム１は、巻取り部に搬送され、巻き取られる。
【００３９】
巻き取りされたセラミックグリーンシート５１は、所定の個数の内部電極を含む大きさに切断される。ここで、例えば、積層セラミックコンデンサの場合、切断されたセラミックグリーンシート５１は、積層用の位置合わせマーク５５を基準にして、位置合わせされつつ積層され、圧着される。その後、単体のコンデンサとなるように個別の素体に、積層方向に切断される。切断された素体は焼成され、外部電極を塗布した後に、さらに焼成されて積層セラミックコンデンサを構成する。
【００４０】
前述のように、ＣＣＤカメラ５等の位置合わせマーク検出ユニットをグラビア印刷ロール１２の後に配置することにより、グラビア印刷ロール１１およびグラビア印刷ロール１２によるキャリアフィルム１の伸縮の影響を受けた後に位置合わせマークを検出する。これにより、両グラビア印刷間における、キャリアフィルム１の伸縮の影響を抑制でき、位置ズレを低減することができる。
【００４１】
また、二つの位置合わせマーク６１，６２を形成し、同時に検出することにより、グラビア印刷ロール１１，１２を交換した場合にも、交換直後の印刷にて形成された位置合わせマーク６１，６２を一括で検出し、補正することにより、位置合わせを容易に行うことができる。
【００４２】
また、グラビア印刷ロール１２で印刷直後に位置合わせマーク６１，６２を検出し、補正することにより、フィードバックを即時に行うことができ、位置合わせ不良の発生を抑制することができる。
【００４３】
また、位置合わせマーク検出ユニットの照明は反射光方式とすることも可能であるが、透過光方式にすることにより、スラリーで形成された誘電体パターンによる位置合わせマークの検出を容易にすることができる。すなわち、段差解消誘電体は、一般にセラミックグリーンシートと同じか類似組成であるため、乾燥後の色は似たものとなる。このため、反射光を用いると位置合わせマークを検出することが難しい。これは位置合わせマークを乾燥する前であっても同様で、閾値を設定することが難しい。一方、透過光を用いると、乾燥前の位置合わせマークであれば、スラリー状態であるため、乾燥されたセラミックグリーンシートとは透過率が異なる。よって、位置合わせマークを捕捉し易くなる。
【００４４】
また、段差解消誘電体用スラリーに、焼成時にバインダとともに焼失する染料または顔料を添加しておけば、セラミックグリーンシートと段差解消誘電体用スラリーとの色合いが異なったものとなる。これにより、位置合わせマークの検出精度をさらに向上することができる。
【００４５】
また、セラミックグリーンシート５１上に位置合わせマーク６１，６２を形成することにより、位置合わせマークの印刷性を向上することができる。すなわち、キャリアフィルム１には、後にセラミックグリーンシート５１を剥離するための離型処理が行われているため、導電ペーストおよびスラリーがはじかれることがある。このため、位置合わせマークが正確に読み取れず、位置合わせ時の誤差を大きくしてしまう可能性が生じる。
【００４６】
また、セラミックグリーンシート５１上のパターン間に位置合わせマーク６１，６２等を形成することにより、必要以上の幅を使用することが無く、材料費を削減することができる。
【００４７】
また、シャッタータイミング検出マーク５３と導電ペーストによる位置合わせマーク６１とを兼用することにより、いずれかのパターンを省略することが可能である。
【００４８】
次に、第２の実施形態に係る積層電子部品の製造方法について、図４を参照して説明する。
【００４９】
図４は積層電子部品の内部電極および段差解消誘電体を形成する工程を示した図である。
図４において、１はセラミックグリーンシートを表面に形成したキャリアフィルム、２は常時一定のテンションをキャリアフィルムに与えるテンションロール、３は外部からの命令によりキャリアフィルムにかけるテンションを調製するコンペンセータロール、４は内部電極用導電ペーストおよび段差解消誘電体用スラリーを乾燥する乾燥炉、５は位置合わせマークを検出するＣＣＤカメラ、６は照明装置、７はシャッター検出センサ、１０は内部電極用導電ペーストおよび段差解消誘電体用スラリー印刷用のグラビア版を設置したグラビア印刷ロールである。
【００５０】
図４に示した製造工程は、第１の実施形態に示した後段の印刷工程のみからなるものであり、一つのグラビア印刷工程を、版を交換して二度通すことにより、内部電極および段差解消誘電体を形成する。ここで、他の各パーツの構成および、印刷方法は第１の実施形態と同じである。
【００５１】
このような構成とすることにより、設備を小型化することができ、設備価格を低減することができる。
【００５２】
なお、第１の実施形態および第２の実施形態では、内部電極を先に形成していたが、これに限るものではなく、段差解消誘電体を先に形成するようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、内部電極用導電ペースト印刷時と段差解消誘電体用スラリー印刷時のそれぞれに同時に、個別に位置合わせマークを印刷し、各位置合わせマークを同時に読み取り、相対位置に基づいて位置ずれを検出し、位置ずれを小さくするように、内部電極用導電ペーストの印刷位置と段差解消誘電体用スラリーの印刷位置とを合わせることにより高精度のグラビア印刷を行いうことができ、高精度の積層電子部品を高歩留まりで製造することができる。
【００５４】
また、グラビア印刷ロール交換後の位置合わせを容易にすることができ、生産性を向上することができる。
【００５５】
また、この発明によれば、個別の位置合わせマークを読み取るとともに、読み取った位置合わせマークの画像に発生する、滲み等の誤差要因を抑える処理を行うことにより、さらに高精度に位置合わせすることが可能となり、高精度のグラビア印刷を行い積層電子部品を製造することができる。
【００５６】
また、この発明によれば、セラミックグリーンシートと内部電極用導電ペーストおよび段差解消誘電体用スラリーとの色合いを、それぞれに異ならせることにより、位置合わせマークの検出力を向上し、高精度にグラビア印刷の位置合わせを行い、積層電子部品を製造することができる。
【００５７】
また、この発明によれば、位置合わせマークをセラミックグリーンシート上に印刷することにより、位置合わせマークを確実に形成することができ、高精度に位置合わせマークを検出し、グラビア印刷を行い、積層電子部品を製造することができる。
【００５８】
また、この発明によれば、個別の位置合わせマークの認識に用いる照明を透過光にすることにより、より明確に位置合わせマークを読み取りすることができ、高精度にグラビア印刷を行い、積層電子部品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る積層電子部品の内部電極および段差解消誘電体を形成する工程を示した図
【図２】内部電極形成後のキャリアフィルムの部分平面図および段差解消誘電体形成後のキャリアフィルムの部分平面図
【図３】ＣＣＤカメラにより検出された位置合わせマークの画像を示した図およびこれを画像処理した後の画像を示した図
【図４】第２の実施形態に係る積層電子部品の内部電極および段差解消誘電体を形成する工程を示した図
【図５】従来の積層電子部品の内部電極および段差解消誘電体を形成する工程を示した図
【図６】内部電極形成後のキャリアフィルムの部分平面図および段差解消誘電体形成後のキャリアフィルムの部分平面図
【符号の説明】
１−キャリアフィルム
２−テンションロール
３−コンペンセータロール
４，４ａ，４ｂ−乾燥炉
５−ＣＣＤカメラ
６−照明装置
７−シャッター検出センサ
１０，１１，１２−グラビア印刷ロール
５１−セラミックグリーンシート
５２−内部電極
５３−シャッタータイミング検出マーク
５４−段差解消誘電体
５５−積層用の位置合わせマーク
５６−内部電極５２と段差解消誘電体５４との重なり部
５７−内部電極５２と段差解消誘電体５４との両方が形成されていない空白部
６１−電極パターンによる位置合わせマーク（第１の位置合わせマーク）
６２−誘電体パターンによる位置合わせマーク（第２の位置合わせマーク）
７１，７２−滲み
８０−ＣＣＤ画像
【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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