(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック粉末と溶媒と、一部量のエマルジョン系バインダとを所定時間混合し、混合原料を得る工程と、
前記混合原料に残部のエマルジョン系バインダを添加し、混合することによりバインダを偏在させたセラミックスラリーを得る工程と、
前記セラミックスラリーをシート成形することによりバインダを偏在させたセラミックグリーンシートを得る工程と、
前記セラミックグリーンシート上に内部電極を形成する工程と、
前記内部電極が形成されている複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、積層体を得る工程と、
積層体を焼成する工程とを備えることを特徴とする、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記セラミックグリーンシートにおいて、前記バインダがセラミックグリーンシートの一方表面側において他方表面側よりも高い割合で含有されており、前記内部電極がバインダの含有割合の低い側の表面に形成される、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】
前記セラミックグリーンシートの成形が、合成樹脂フィルム上においてセラミックスラリーをシート成形することにより行なわれる、請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記内部電極形成後に、内部電極が形成されたセラミックグリーンシートが合成樹脂フィルムからなる支持体から剥離して積層される、請求項３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、例えば積層コンデンサのような積層セラミック電子部品の製造方法に関し、特に、焼成前に複数枚のセラミックグリーンシートを積層される工程が改良された積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層コンデンサ等のセラミック電子部品の製造に際しては、内部電極が形成されたマザーのセラミックグリーンシートを積層し、上下に必要に応じて無地のマザーのセラミックグリーンシートが積層され、マザーの積層体が得られる。このマザーの積層体を個々の積層コンデンサ単位の積層体チップに切断した後、焼成することにより内部電極を有するセラミック焼結体が得られている。
【０００３】
ところで、マザーの積層単位段階で厚み方向に加圧してセラミックグリーンシート同士を密着させたとしても、内部電極とセラミックグリーンシートとが異種の材料からなるため、内部電極とセラミックグリーンシートとが対向している部分では十分な密着力が得られないことがあった。従って、マザーの積層体を個々の積層コンデンサ単位の積層体チップに切断するにあたり、切断刃による剪断応力により、内部電極とグリーンシートとの間の剥離が生じることがあった。
【０００４】
焼成前の積層体チップの段階で上記のような剥離が存在すると、焼成により得られた焼結体において、デラミネーションと称されている層間剥離現象が生じ、積層セラミック電子部品の不良品率が高くなる。
【０００５】
上記のような問題を解決するものとして、特開平８−３１６０９２号公報には、一方面が他方面よりもバインダ含有量の多いセラミックグリーンシートを支持体上にて成形した後、バインダの少ない側のセラミックグリーンシート面に内部電極を形成し、内部電極が形成されているセラミックグリーンシート上に、別のセラミックグリーンシートのバインダの多い側の面を重ねてセラミックグリーンシートを積層する方法が開示されている。
【０００６】
また、特開平５−１８２８６１号公報には、セラミックグリーンシート積層体におけるセラミックグリーンシート同士の密着性を高めるために、バインダ樹脂のガラス転移点温度以上の温度でセラミックグリーンシートをカレンダー処理する方法が開示されており、該加熱を伴ったカレンダー処理によりセラミックグリーンシートの表面におけるバインダ含有割合が高められるとされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−３１６０９２号公報に記載の方法によれば、セラミックグリーンシートと内部電極との間の密着性が高められる。しかしながら、特開平８−３１６０９２号公報では、セラミックグリーンシートの一方面側におけるバインダ含有量を他方面側に比べて多くする方法は特に具体的には示されていない。
【０００８】
すなわち、セラミックグリーンシートの成形に際し、重力によりバインダ粒子が下方に移動し、支持体に接触しているセラミックグリーンシート面側にバインダ粒子が多く分布するため特別な工夫を要しないと記載されている。また、成形方法、成形速度、乾燥温度等により、バインダがセラミックグリーンシートの一方面側に存在するようにしてもよい旨が記載されており、特開平８−３１６０９２号公報の実施例では、ドクターブレードの移動速度及びセラミックグリーンシートの乾燥のための加熱温度を調整する方法、あるいは支持体をセラミックスラリーに浸漬して引き上げて成形する方法において支持体の引き上げ速度と、セラミックグリーンシートの乾燥速度とを調整する方法が示されているだけである。
【０００９】
これらの方法でも、セラミックグリーンシートの一方面側におけるバインダ含有量を、他方面側におけるバインダ含有量に比べて多くすることは可能であるが、一方面側におけるバインダ含有割合と他方面側におけるバインダ含有割合の比率を高精度に制御することができない。従って、セラミックグリーンシートと内部電極間の密着力を十分に高めることは困難であった。
【００１０】
他方、特開平５−１８２８６１号公報に記載の先行技術では、セラミックグリーンシートの表面におけるバインダ含有割合が内部のバインダ含有割合に比べて高められているため、セラミックグリーンシート同士の密着性が高められる。しかしながら、この先行技術に記載の方法では、バインダ樹脂のガラス転移点以上の温度でカレンダー処理する必要があり、この加熱によりセラミックグリーンシートに応力が残存し、最終的に得られるセラミック焼結体において層間剥離等が生じやすいという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、バインダを偏析させるための付加的な加熱工程を必要とせず、かつ成形後のセラミックグリーンシートの乾燥工程の調整等を必要とせずに、セラミックグリーンシートの一方面側におけるバインダ含有割合を他方面側におけるバインダ含有割合に比べて高めることができ、しかもバインダ含有割合の変化を高精度に制御し得る工程を備えた積層セラミック電子部品の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【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電子部品の製造方法は、セラミック粉末と溶媒と、一部量のエマルジョン系バインダとを所定時間混合し、混合原料を得る工程と、前記混合原料に残部のエマルジョン系バインダを添加し、混合することによりバインダを偏在させたセラミックスラリーを得る工程と、前記セラミックスラリーをシート成形することによりバインダを偏在させたセラミックグリーンシートを得る工程と、前記セラミックグリーンシート上に内部電極を形成する工程と、前記内部電極が形成されている複数枚のセラミックグリーンシートを積層し、積層体を得る工程と、積層体を焼成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明の製造方法の特定の局面では、上記セラミックグリーンシートにおいて、一方面側におけるバインダ含有割合が他方面側に比べて高くされる。
本発明の別の特定の局面では、上記セラミックグリーンシートの成形は、合成樹脂フィルムからなる支持体上において行なわれる。この場合、バインダが合成樹脂フィルムに対する親和性に優れているのでバインダが合成樹脂フィルム上に引き寄せられ、それによって支持体側に面しているセラミックグリーンシート面においてバインダ含有割合がより一層高められる。
【００１４】
さらに、本発明に係る製造方法の他の特定の局面では、前記内部電極形成後に、内部電極が形成されたセラミックグリーンシートが合成樹脂フィルムからなる支持体から剥離して積層される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより本発明を明らかにする。
まず、誘電体原料として、ＢａＴｉＯ3で表わされる誘電体セラミック粉末１５０ｇと、分散剤１．５ｇとに、所定の時点でバインダを添加し、ボールミル中で１６時間湿式混合し、セラミックスラリーを得た。バインダとしては、酢酸ビニルエマルジョン系バインダを用い、セラミックスラリー中のバインダ含有割合が１５重量％となるようにバインダを添加した。なお、下記のようにバインダの添加時期を異ならせ、試料▲１▼〜▲４▼の各セラミックスラリーを得た。
【００１６】
試料▲１▼…バインダの全てを混合開始時に添加した。従って、全てのバインダの混合時間が１６時間。
試料▲２▼…バインダの１／２量を混合開始時に添加し、残りの１／２量を混合開始してから１０時間後に添加した。
【００１７】
試料▲３▼…バインダの１／２量を混合開始時に添加し、混合を開始してから８時間後に残りの１／２量のバインダを添加した。
試料▲４▼…バインダの１／２量を混合開始時に、残りの１／２量を混合開始してから１２時間後に添加した。
【００１８】
上記のようにして得られた各セラミックスラリーを用い、図１（ａ）に示すように、合成樹脂フィルム１からなる支持体上においてドクターブレード法によりシート成形し、セラミックグリーンシート２を得た。このようにして得られたセラミックグリーンシートの表面及び裏面におけるバインダ含有全割合の比率をＦＴ−ＩＲ法により測定した。なお、ＦＴ−ＩＲ法とは、フーリエ変換赤外線分光法である。
【００１９】
上記セラミックグリーンシートを乾燥した後に、切断し、矩形のマザーのセラミックグリーンシートを得た。
このマザーのセラミックグリーンシート上に、Ａｇ−Ｐｄペーストをスクリーン印刷法により印刷し、マザーの内部電極３を形成した（図１（ｂ））。このようにして内部電極３が形成されたマザーのセラミックグリーンシート２を積層し、上下に無地のマザーのセラミックグリーンシートを積層した後、熱圧着することによりマザーの積層体を得た。
【００２０】
マザーの積層体を個々の積層セラミックコンデンサ単位の積層体に切断した。得られた積層体におけるセラミックグリーンシート間の密着力を引張り試験機により測定した。
【００２１】
しかる後、上記積層体を空気中にて１３００℃で３時間焼成し、セラミック焼結体を得た。このようにして、幅１．６μｍ×長さ３．２μｍ×厚さ１．５μｍのセラミック焼結体を得た。
【００２２】
なお、セラミック焼結体中における内部電極間に挟まれたセラミック層の厚みは１８μｍとし、該内部電極間に挟まれたセラミック層の層数は３０枚とした。また、内部電極の厚みは１．５μｍ、内部電極が重なりあっている部分の面積は４．０ｍｍ2とした。
【００２３】
上記のようにして得られたセラミック焼結体の両端面に導電ペーストの塗布・焼付により外部電極を形成し、図２に示す積層セラミックコンデンサ４を得た。なお、図２において、５はセラミック焼結体、６，７は外部電極を示す。
【００２４】
上述した試料▲１▼〜▲４▼のセラミックスラリーを用いて得られたセラミックグリーンシートにおける表裏面のバインダ含有割合比率、各セラミックスラリーを用いて得られた個々の積層セラミックコンデンサ単位の積層体におけるセラミックグリーンシート同士の密着力、及び最終的に得られたセラミック焼結体における構造欠陥の発生状態の結果を下記の表１〜表３に示す。
【００２５】
【表１】
0003849446.tif 000002
【００２６】
【表２】
0003849446.tif 000003
【００２７】
【表３】
0003849446.tif 000004
【００２８】
表１から明らかなように、バインダの添加時期をコントロールすることにより、セラミックグリーンシートの表面及び裏面におけるバインダ含有割合の比率を制御し得ることがわかる。特に、試料番号▲２▼〜▲４▼のように、一部のバインダを混合開始時に添加し、残りのバインダを混合開始してから後添加することにより、セラミックスラリーにおけるバインダを偏在させ、セラミックグリーンシートの表面と裏面とのバインダ含有割合を大きく異ならせ得ることがわかる。
【００２９】
また、表２及び表３から明らかなように、試料番号▲２▼〜▲４▼のように、セラミックグリーンシートにおけるバインダ含有割合を表面と裏面とで大きく異ならせた場合には、積層体におけるセラミックグリーンシート同士の密着力すなわちセラミックグリーンシートと内部電極との密着力が高められ、かつ得られた焼結体における構造欠陥の発生割合を低減し得ることがわかる。
【００３０】
もっとも、残りのバインダ量を混合を開始してからかなり遅く添加した試料▲４▼の場合には、後添加されたバインダの混合時間が短くなるため、バインダの分散性が低下するためか、セラミック焼結体における構造欠陥が全てのバインダを混合開始時に添加した場合に比べれば生じにくいものの、試料番号▲２▼及び▲３▼の場合に比べて構造欠陥の発生割合が高かった。従って、好ましくは、試料番号▲２▼，▲３▼のように、混合開始してから全混合時間の１／２が経過する以前に残りのバインダを添加することが望ましいことがわかる。
【００３１】
なお、上記実施例では、バインダを２回に分けて添加したが、３回以上に分けて添加してもよい。すなわち、後添加されるバインダは複数回に分けて添加されてもよい。
【００３２】
また、上記実施例では、積層セラミックコンデンサの製造方法につき説明したが、セラミック多層基板、積層型セラミック圧電共振子、積層型セラミックインダクタなどの様々な積層セラミック電子部品の製造に本発明を適用することができる。もっとも、セラミックグリーンシートと内部電極との密着性が高められるので、本発明は、内部電極面積が大きい積層セラミックコンデンサやコンデンサが内蔵されたセラミック多層基板に特に好適である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明にかかる積層セラミック電子部品の製造方法では、セラミックグリーンシートを得るにあたり、セラミック粉末と溶媒と一部量のバインダとを混合し、混合原料を得、該混合原料に残りのバインダを添加し、混合することによりセラミックスラリーが得られるため、該セラミックスラリーをシート成形して得られたセラミックグリーンシートにおいて、表面と裏面とにおけるバインダ含有割合を異ならせることができ、かつ該後添加されるバインダの添加時期及び添加量を調整することにより、上記表面と裏面とにおけるバインダ含有割合の比率を高精度に制御できる。
【００３４】
従って、バインダ含有割合が高い側の面から他のセラミックグリーンシート上に形成された内部電極に積層することにより、セラミックグリーンシートと、内部電極が形成されているセラミックグリーンシートの内部電極形成面との密着性を効果的に高めることができる。よって、最終的に得られたセラミック焼結体における構造欠陥の発生を抑制することができ、信頼性に優れた積層セラミック電子部品を提供することができる。
【００３５】
本発明において、内部電極がバインダの含有割合の低い側の表面に形成されている場合には、内部電極形成面に対し、他のセラミックグリーンシートのバインダ含有割合が高い面を積層することにより、外部電極を介して上下のセラミックグリーンシートを強固に密着させることができる。
【００３６】
セラミックグリーンシートの成形が合成樹脂フィルム上においてセラミックスラリーをシート成形することにより行われる場合には、バインダが合成樹脂フィルムに対する親和性に優れているので、合成樹脂フィルム側のセラミックグリーンシート面に、バインダをより一層高い割合で含有させることができる。
【００３７】
従って、合成樹脂フィルム上にシート成形することにより得られたセラミックグリーンシートにおいて、合成樹脂フィルムに支持されたセラミックグリーンシート上に内部電極を形成することにより、内部電極をバインダの含有割合が低い側のセラミックグリーンシート面に容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例において、合成樹脂フィルムからなる支持体上にセラミックグリーンシートを形成されている状態、及びセラミックグリーンシート上に内部電極を形成した状態を示す各断面図。
【図２】本発明の一実施例により得られる積層セラミックコンデンサを示す正面断面図。
【符号の説明】
１…合成樹脂フィルム
２…セラミックグリーンシート
３…内部電極
４…積層セラミックコンデンサ
５…セラミック焼結体
６，７…外部電極
【図１】
0003849446.tif 000005
【図２】
0003849446.tif 000006