積層コンデンサの製造方法
【課題】 積層コンデンサを安定した方法により効率よく、かつ、歩留りよく製造する方法を提供する
【解決手段】 複数枚のセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成して得られた焼結体を用いた積層コンデンサの製造方法において、熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに内部電極となる導電性ペーストをインキとして第一のパターン（パターンＡ）と第二のパターン（パターンＢ）とを印刷した枚葉状のパターンシートＡ、パターンシートＢを形成し、前記パターンシートＡ、パターンシートＢを所定の位置合わせをして交互に積層し、さらに前記パターンシートの各シート間にセラミックグリーンシートを挿入して積層体とし、該積層体を加熱圧着して、前記キャリアシートおよび導電性ペースト中の有機バインダとを加熱加圧により焼失させ、その後、還元焼成し外部電極を形成する積層コンデンサの製造方法であって、前記キャリアシートがポリエチレンテレフタレート樹脂からなる２軸延伸フィルムであることを含む。
【解決手段】 複数枚のセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成して得られた焼結体を用いた積層コンデンサの製造方法において、熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに内部電極となる導電性ペーストをインキとして第一のパターン（パターンＡ）と第二のパターン（パターンＢ）とを印刷した枚葉状のパターンシートＡ、パターンシートＢを形成し、前記パターンシートＡ、パターンシートＢを所定の位置合わせをして交互に積層し、さらに前記パターンシートの各シート間にセラミックグリーンシートを挿入して積層体とし、該積層体を加熱圧着して、前記キャリアシートおよび導電性ペースト中の有機バインダとを加熱加圧により焼失させ、その後、還元焼成し外部電極を形成する積層コンデンサの製造方法であって、前記キャリアシートがポリエチレンテレフタレート樹脂からなる２軸延伸フィルムであることを含む。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部電極を誘電体間に精度よく配置した積層体を焼結して、外部電極を形成してなる積層コンデンサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】積層コンデンサの製造工程において、薄膜状のセラミックグリーンシートに導電性ペーストを印刷し内部電極を形成し、この内部電極を形成したセラミックグリーンシートを所定のサイズに断裁し、前記内部電極の位置を合わせて多数枚積層することが行われている。しかし、前記セラミックグリーンシートは切れやすく、伸縮性がないために、セラミックグリーンシートにシワが発生したり、また、積層の際に前記内部電極の位置合わせ精度が悪い等の問題ががあり、その対策として種々の方法が提案されている。例えば、セラミックグリーンシートをキャリアシートに仮着させて、前記キャリアシートに位置決め用の孔を開設し、搬送ヘッドに位置決めピンを設け、以後の搬送、印刷、積層等の工程において、前記位置決め用孔と前記位置決め用ピンを利用して、前記各工程に用いる装置に位置決め用孔を受ける位置決めピンを設けて精度のよい位置に積層する方法（例えば、特開平5-182859) が提案されている。その他前記積層における内部電極の位置を正確に合わせるためにも種々の方法が提案されている。
【０００３】従来の積層型電子部品の製造方法としては、例えば、セラミックコンデンサの場合には支持体上にセラミックグリーンシートを載置し、所定の版を用いて、ベースシート上に導電性ペーストを第一のパターン印刷し、乾燥して内部電極を形成し（導電性ペーストの印刷・乾燥によって内部電極とすることは以下同一）、さらに、その上にセラミックグリーンシートを積層して、再度導電性ペーストを、前記パターンとずらした第二のパターンにより印刷をし、次の印刷パターンは、前記第一のパターンと同じ版により、印刷し、次に第二のパターンにより印刷し、この印刷操作を繰り返して、多数枚のセラミックグリーンシートを積層することにより、積層体を形成し、次に、内部電極が端部に露出するように前記積層体を既定の面積に打ち抜いた後、焼成し、前記断面に外部電極を設けることによりセラミックコンデンサを製造していた。または、支持体上に導電性ペーストを印刷し、その上にセラミックスラリーをドクターブレード法などにより塗布乾燥して、セラミックグリーンシートを形成するとともに、前記支持体から前記形成されたセラミックグリーンシートを剥離することにより、前記導電性ペーストによる導電層を前記セラミックグリーンシートに転移させる方法がある。そして、前記支持体からセラミックグリーンシートを剥離すると同時に既定のサイズに断裁して、積層枠内に収納し、次に所定の寸法だけずらして所定のサイズに断裁して、前記、積層枠に２枚目の層として収納し、所定の枚数の積層体とする方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の支持体を用いる方法は、支持体の上にグリーンシートを載置して仮着する工程、あるいは支持体上にセラミックスラリーをドクターブレード法などにより塗布乾燥して、セラミックグリーンシートを形成する工程等の工程を必要とするものである。そこで、本発明の課題は、積層コンデンサを安定した方法により効率よく、かつ、歩留りよく製造する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】複数枚のセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成して得られた焼結体を用いた積層コンデンサの製造方法において、熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに内部電極となる導電性ペーストをインキとして第一のパターン（パターンＡ）と第二のパターン（パターンＢ）とを印刷した枚葉状のパターンシートＡ、パターンシートＢを形成し、前記パターンシートＡ、パターンシートＢを所定の位置合わせをして交互に積層し、さらに前記パターンシートの各シート間にセラミックグリーンシートを挿入して積層体とし、該積層体を加熱圧着して、前記キャリアシートおよび導電性ペースト中の有機バインダとを加熱加圧により焼失させ、その後、還元焼成し外部電極を形成する積層コンデンサの製造方法であって、前記キャリアシートがポリエチレンテレフタレート樹脂からなる２軸延伸フィルムであることを含む。
【０００６】
【発明の実施の形態】上記の本発明にかかる積層コンデンサの製造方法について以下に図面等を用いて更に詳しく説明する。図１は、本発明の積層コンデンサの製造におけるキャリアシート及びグリーンシートの積層についての説明図である。図２は、導電性ペーストの印刷パターンＡであり、図３は、導電性ペーストの印刷パターンＢである。図４は、パターンＡとパターンＢの位置関係を示す説明図で、（ａ）平面における位置、（ｂ）断面における位置を示す。図５は、積層コンデンサの一部切り欠き斜視図である。一般にグリーンシートに対して導電性ペーストを用いてパターン印刷する従来の方法においては、グリーンシートが寸法安定性に欠けるため、精度のよい積層が困難であり、また、キャリアシートにグリーンシートを仮着させ、該仮着したグリーンシート上にパターンを印刷し、積層前にキャリアシートを剥離する等の方法は、効率の悪い方法であった。本発明者らは、種々の方法を研究した結果、従来、グリーンシートに印刷していた導電性ペーストの印刷を寸法安定性を有する熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに印刷し、積層において、前記キャリアシートを複数枚積層し、前記キャリアシート間にグリーンシートを挿入してなる積層体を加熱圧着し、断裁後焼成し、さらに外部電極を形成することによって、安定した作業性と、かつ、精度のよい積層コンデンサを得られることを見いだし本発明を完成するに到った。
【０００７】すなわち、積層コンデンサの製造方法において、従来は導電性ペーストをインキとしてグリーンシートに所定の寸法だけずらした２つのパターン（パターンＡ、パターンＢ）の印刷をするが、本発明においては、前記グリーンシートではなく、キャリアシートに印刷をすることにより、前記パターンの形成及びその後の工程が安定する効果を示すことにある。
【０００８】印刷の版には、複数個のパターンを面付けすることができる。キャリアシートの寸法安定性が良好であれば、多くのパターンを面付けしても、印刷工程以下の工程において、位置ズレ等のトラブルを発生せずに加工が可能であり、生産効率がよい。印刷の版に設ける前記パターンの面付け数として図２，図３に示したものは、説明のために 5×6 の30ケの面付けとしたが、実際に生産する場合には、例えば、50〜1,000 ケ程度の多くのパターンを面付けして生産効率を上げることができる。パターンＡとパターンＢとの位置関係は、多面付けされた状態の積層体から、個断ちする際の断裁マークをパターンＡとパターンＢとにおいて共通とし、該断裁マークの位置で断裁した際に、積層コンデンサとして両端に内部電極が露出する位置関係とする。図４（ａ）は、その説明のための図であり、パターンＡ、パターンＢの印刷時にそれぞれ設けられた断裁マークを共通として、パターンＡとパターンＢとを仮に並列に表示したものであり、図４（ｂ）は、積層体の断面におけるパターンの位置関係を示すものである。断裁マーク３ｘ1 、３ｘ2 、３ｘ3 ・・・、及び、３ｙ1 、３ｙ2 、３ｙ3 ・・・にて、順次断裁することによって前記内部電極の両端に露出した所定のサイズのチップ状積層体とすることができる。このような断裁によってパターンＡとパターンＢとの端末が両端に露出することになるが、図４（ｂ）において、パターンＡの端末側にパターンＢの一部が含まれることがあるが、積層コンデンサの性能上特に支障はない。
【０００９】上記のように、パターンＡとパターンＢを設けられた印刷用版による印刷を行うが、本発明においては、まず、印刷ユニットにおいて、印刷用の版に対してキャリアシートを所定の位置に固定して、導電性ペーストを印刷インキとして図２に示すパターンＡを印刷する。次に、別の印刷ユニット或いは、パターンＡを印刷した同じ印刷ユニットにおいて、版を差し替えて、図３に示すパターンＢを印刷する。前記印刷の版に対して所定の位置に固定する方法は、印刷台に位置決め用のピン（以下、位置決めピンと記載する）を設け、被印刷体であるキャリアシートに設けられた位置決め用の孔（位置決め孔と記載する）を前記位置決めピンにはめ込むことにより、前記位置決め孔とパターンとは常に一定の位置を再現する。前記位置決めピンの位置と印刷の版とは、固定された位置関係にあり、印刷される内部電極を形成するパターンＡとパターンＢとは、後述する積層コンデンサとしての電極を形成するように設計された寸法のズレとなるように設計されている。また、多面付けされたパターンを個断ちする際の断裁位置を示す断裁マークは、パターンＡ、パターンＢともに共通の位置に設けておく。
【００１０】従って、前記共通の断裁マークが、パターンシート１Ａ，パターンシート１Ｂの積層において重合一致することになる。前記位置決めの具体的な方法としては、例えば、枚葉印刷であればキャリアシートに予め位置決め孔を設けておき、一方、印刷台には、前記位置決め孔に対応した位置決めピンを設け、前記ピンに位置決め孔を嵌合させて印刷をする。一方、積層工程において用いる積層台にも、前記印刷台に設けた位置決めピンと同じ位置に積層のための位置決めピンを設ける。
【００１１】また、本発明においては、導電性ペースト４をインキとしてキャリアシート１に印刷する場合、前記キャリアシート１は、ロール状でもよいし、また枚葉であってもよい。導電性ペースト４をロール状のキャリアシート１に印刷する場合においては、印刷後、パターンＡまたはパターンＢを印刷したキャリアシート１をシーティングする（枚葉にする）と同時に、印刷されたパターンシートの前記断裁マークを検知して、所定の位置に位置決め孔７を設けることにより、前記枚葉のキャリアシート１への印刷における位置決めと同様に、前記断裁マークが重合一致した積層体とすることが可能となる。
【００１２】次に、本発明にかかる積層コンデンサの製造方法における積層について説明する。前述のように、前記パターンＡ及びパターンＢを多数枚印刷したキャリアシートと、印刷に用いたキャリアシートと同じ大きさのグリーンシートとを用意する。前記印刷されたキャリアシートのパターンＡとパターンＢとを交互に積層する。積層は、前記印刷における、パターンＡとパターンＢとの固定位置（断裁位置）を同一とし、印刷において用いた位置固定方法を、積層においても用いることが好ましい。図１（ａ）に示すように、先ず、積層台１０にグリーンシート２を、２〜３枚置き、パターンシートＡ、次に、グリーンシート２、続いて、パターンシートＢ、そしてグリーンシート２、パターンシートＡを積層する。以下同様に繰り返し積層していき、最後に、パターンシートＢの上にグリーンシート２を２〜３枚積層する。この際、パターンＡとパターンＢとを所定の正確に位置となるように、前記積層台１０に位置決め用ピン１１を設け〔図１（ａ）に例示したケースにおいては、積層台の４隅に４本のピンを設けている〕、キャリアシートには前記積層台に設けた位置決めピン１１にはめる位置決め孔７を設ける。また、キャリアシートの間に挿入するグリーンシート２にも、位置決め用孔７を設けても良いし、また、設けなくてもよいが、必要部位にグリーンシート２が確実に積層されるためには、グリーンシート２にも位置決め用孔７を設けることが望ましい。
【００１３】次に、本発明の積層コンデンサの製造方法における積層について説明する。積層する際の位置決めについては、図１（ａ）に示すように、例えば、パターンシート１Ａ、１Ｂ、グリーンシート２に設けた位置決め孔７と、積層台１０に設けた位置決めピン１１との嵌合により行うが、積層の順序は、最初にグリーンシート２、次に、パターンシート１Ａ、グリーンシート２、パターンシート１Ｂ、グリーンシート２、パターンシート１Ａのようにして、繰り返し積層していき、最後にグリーンシート２を積層する。以上に説明したように、前記積層のための位置決めピン１１に前記決め孔を嵌合させて位置を確定しながら積層することによって、前記断裁マークが重合一致した積層体とすることができる。まず、パターンシートだけを積層した積層体とし、その後、前記積層体のそれぞれのパターンシートの間にグリーンシート２を挿入しても良いし、また、前記パターンシートの積層時に、パターンシート、グリーンシート、パターンシートのように積層してもよい。
【００１４】前記積層に際し、最初と最後とに積層するグリーンシートは、最終製品である積層コンデンサにおけるハウジングとなるため複数枚とすることが望ましい。
【００１５】また、積層の際、パターンシート及びグリーンシートを積層した全域にわたり、厚みを均一にする必要がある。仮に、積層体に厚みムラがあると、後述する積層体の圧着工程において、内部電極となるべきパターンにズレが発生し、断裁において、内部電極の露出が適性でなくなり、その結果、積層コンデンサとして、容量の不足となることがある。図１（ａ）に示すように、パターンシートの全域にグリーンシートがある場合は、前記厚みムラの発生の心配はないが、必要な部位、すなわち、積層コンデンサとして用いる部分のみにグリーンシートを挿入すると、前述のように積層による厚みが偏在することになる。その対策として、本発明においては、例えば、図１（ｂ）に示すように、位置決め孔部分にスペーサー８を噛ますことによって、積層体の全域の厚さが均一になる。前記スペーサー８は、図示はしないが前記キャリアフィルムの外縁４辺に及ぶ形状であってもよい。周縁部全域にスペーサーを噛ますと、積層時の厚みがキャリアシート全域において均一となって、前記積層時のずれ込みを防止できる。このようにして、キャリアシートの枚数にして40〜1000枚、好ましくは40〜400 枚の積層体とする。
【００１６】得られた前記積層体に熱と圧力とを加えて圧着することによって、積層体の層間の空隙部をなくし、また、キャリアシート及び導電性ペースト中の有機バインダー成分を焼失させる。圧着条件としては、150 〜400 ℃、10〜50Kg/cm2、4 〜10分とする。
【００１７】前記、加圧加熱により圧着した積層体を断裁するが、断裁は、導電性ペーストをキャリアシートに印刷する版に、導電性ペーストのパターンと同時に、該パターンの個断ち位置を示す、縦横の断裁マーク、例えば、図２及び図３における３ｘ1 、３ｘ2 、３ｘ3 、３ｘ4 ・・・，３ｙ1 、３ｙ2 、３ｙ3 、３ｙ4 ・・・，を印刷しておき、前記断裁マークを検知して、縦横に断裁することによって、前述のように、積層コンデンサとしてその端面に、内部電極が交互に露出したチップ状の積層体を作成することができる。因みに、前記各断裁マークは、パターンＡ、パターンＢの双方に共通であり、印刷されたキャリアシートを積層したときに、それぞれの断裁マークは、その枚数すべてにおいて同一の位置となるように設定し製版されたものである。
【００１８】前記規定のサイズに断裁された前記チップ状の積層体を、1000〜1300℃条件において焼成しグリーンシートをセラミック化し、誘電体とする。
【００１９】以上のようにして得られた規定のサイズに断裁されたチップ状の積層体の端部に外部電極を形成するが、その形成方法は、例えば、卑金属外部電極を形成し、還元焼成をした後に銀外部電池を形成する等のような方法を用いればよい。得られる積層コンデンサの概要を図５に示す。
【００２０】次に、本発明にかかる積層コンデンサの製造方法において用いられる材料について説明する。本発明にかかる積層コンデンサの製造方法において用いるグリーンシートは、薄板状に成形したセラミックの未焼成シートであって、通常の製造方法、つまり、セラミック原料粉末、有機バインダ、可塑剤、有機溶剤などの混合スラリーをドクターブレード法やカレンダ法でシート状に成形したものを用いることができる。
【００２１】本発明にかかる積層体においては、キャリアシートに導電性ペーストをパターン印刷するが、前記キャリアシートとしては、前記印刷工程における寸法安定性の良好な伸縮性の少ないシートを用いる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルブチラール、メチルセルロース、エチルセルロース等の樹脂からなるフィルムないしシートを用いることができる。キャリアシートとしの厚みは、5 〜100 μｍ程度、10〜40μｍ程度の厚さが好ましい。
【００２２】本発明にかかる積層コンデンサにおいて、内部電極を形成するために、キャリアシートにパターン印刷する際に用いられる導電性ペーストは、Ｎｉ，Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属または合金の粉末と有機バインダおよび有機溶剤とから構成されるものである。前記有機バインダとしては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、各種ワックス類、アクリル樹脂類等であり、有機溶剤としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル等を用いることができる。導電性ペーストの印刷方法としては、グラビア印刷、凸版印刷、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、静電印刷、転写印刷等が利用できる。
【００２３】本発明にかかる積層コンデンサの製造において、積層するキャリアシートの積層枚数は40〜1000枚程度、より好ましくは40〜400 枚程度である。本発明は、寸法安定性のよいキャリアシートに内部電極パターンを印刷し、印刷されたパターンの位置決めをして積層された前記印刷キャリアシートの各層の間に所定の寸法に裁断したセラミックグリーンシートを挿入して積層体とする方法としたために、作業性がよく、精度のよい積層コンデンサを製造することができるようになった。
【００２４】
【実施例】下記の条件によって、本発明の積層コンデンサを作成してその効果を確認した。本実施例におけるキャリアシートとして、枚葉の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム20μｍを用意した。ダイセット式打ち抜き装置により、前記キャリアシートのシートの４隅に2.5φの位置決め孔を設け、印刷台には、前記キャリアシートに設けた位置決め孔に嵌合する位置に2.45φの直径を有する位置決めピン 4本を設けた。該ピンの位置は、印刷用の版に対して確定した位置とし、その高さは3mm とした。
パターンのサイズ： 2.0 ×4.0mm面付け数は、20×20＝400 ケ印刷時のキャリアシートのサイズ：150mm ×200mmシルクスクリーン方式の印刷により、導電性ペーストを印刷した。印刷乾燥した導電層の厚さは 3μｍ± 0.1μｍであった。なお、導電性ペーストとしては、Ag-Pd の合金粉末と、バインダとしてエチレン・酢酸ビニル共重合体及び各種ワックス類とを混合し、溶剤としてトルエンを用いてシルクスクリーン用のインキとして調整したものを用いた。
【００２５】グリーンシートとしては、誘電体セラミック粉末を主体とするセラミックスラリーを、ドクターブレード成形法によりセラミックグリーンシートを製膜した。得られたグリーンシートの厚みは、10± 1μｍであった。該グリーンシートは、印刷に供したキャリアシートの大きさと同一とし、その４隅に、前記キャリアシートへの位置決め孔を設けたダイセット式打ち抜き装置により、同じく、位置決め孔を4 ケ所設けた。
【００２６】積層台には、前記印刷台と同じ位置に、また、同じ径の位置決めピン４本を設けた。ただし、積層台に設けた位置決めピンの高さは70mmとした。積層の概要は、図１（ａ）に示したように、積層台に設けた位置決めピンに、グリーンシートおよびキャリアシートに設けた位置決め孔を嵌合させる。具体的には、最初にグリーンシート３枚を重ねて入れ、次に、パターンシートＡ、グリーンシート、パターンシートＢ、グリーンシート、パターンシートＡ、グリーンシートのように、この順序による積層を繰り返し、パターンシートＡ50枚、パターンシートＢ50枚の計100 枚（キャリアシートの枚数）の積層体とした。そして、最後に、最初と同じようにグリーンシート３枚を重ねた積層体とした。
【００２７】次に、前記積層体を、15Kg/cm2の圧力にて加圧し、350 ℃の温度の炉内において、10分間加熱しキャリアシートおよび導電性ペーストの成分である有機バインダを焼失させ、導電層をグリーンシート上に転写した状態とした。
【００２８】次に、前記圧着した積層体を断裁して規定のサイズのチップ状の積層体を得た。前記断裁は、印刷においてパターン印刷と同時に設けた断裁マークを検知して縦横に断裁することによってチッブ状積層体を得た。該チップ状積層体の一端面には、パターンＡの導電層端面、また、その反対側端面には、パターンＢの導電層端面をそれぞれ露出した。
【００２９】前記の如くして得られた規定のサイズのチップ状の積層体の端部に卑金属外部電極を形成し、1150℃でN2と H2 の混合ガス中で焼成を行った。還元焼成をして銀外部電池を形成し、積層コンデンサを得た。
【００３０】得られた積層コンデンサは、内部電極の位置ずれもなく、良好な性能を有するものであった。
【００３１】
【発明の効果】寸法安定性に優れたキャリアシートに対して印刷するため、内部電極のパターン精度が極めてよく、品質のよい積層コンデンサを歩留りよく生産することができる。本発明の積層型電子部品の製造方法によって、導電性ペーストをグリーンシートに形成する方法に比べて、グリーンシートの、前記ペーストを乾燥するための加熱による収縮による問題がなくなり、また、内部電極を形成したグリーンシートを複数枚積層する工程における積層による位置ずれについても、その発生のない積層方法とすることができた。また、支持体にグリーンシートを仮着させたり、また、支持体上において、グリーンシートを形成する工程を必要とせずに、加工性、精度ともに良好な積層コンデンサの製造方法となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層コンデンサの製造におけるキャリアシート及びグリーンシートの積層についての説明図
【図２】導電性ペーストの印刷パターンＡ
【図３】導電性ペーストの印刷パターンＢ
【図４】パターンＡとパターンＢの位置関係を示す説明図で、（ａ）平面における位置、（ｂ）断面における位置
【図５】積層コンデンサの一部切り欠き斜視図
【符号の説明】
Ｓ 積層コンデンサ
Ａ，Ｂ 導電性ペーストの印刷パターン
１ キャリアシート
１Ａ，１Ｂ パターンシート
２ グリーンシート
３ｘ，３ｙ 断裁マーク
４ 導電性ペーストまたは内部電極
５ 誘電体
６ 外部電極
７ 位置決め孔
８ スペーサー
１０ 積層台
１１ 位置決めピン
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部電極を誘電体間に精度よく配置した積層体を焼結して、外部電極を形成してなる積層コンデンサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】積層コンデンサの製造工程において、薄膜状のセラミックグリーンシートに導電性ペーストを印刷し内部電極を形成し、この内部電極を形成したセラミックグリーンシートを所定のサイズに断裁し、前記内部電極の位置を合わせて多数枚積層することが行われている。しかし、前記セラミックグリーンシートは切れやすく、伸縮性がないために、セラミックグリーンシートにシワが発生したり、また、積層の際に前記内部電極の位置合わせ精度が悪い等の問題ががあり、その対策として種々の方法が提案されている。例えば、セラミックグリーンシートをキャリアシートに仮着させて、前記キャリアシートに位置決め用の孔を開設し、搬送ヘッドに位置決めピンを設け、以後の搬送、印刷、積層等の工程において、前記位置決め用孔と前記位置決め用ピンを利用して、前記各工程に用いる装置に位置決め用孔を受ける位置決めピンを設けて精度のよい位置に積層する方法（例えば、特開平5-182859) が提案されている。その他前記積層における内部電極の位置を正確に合わせるためにも種々の方法が提案されている。
【０００３】従来の積層型電子部品の製造方法としては、例えば、セラミックコンデンサの場合には支持体上にセラミックグリーンシートを載置し、所定の版を用いて、ベースシート上に導電性ペーストを第一のパターン印刷し、乾燥して内部電極を形成し（導電性ペーストの印刷・乾燥によって内部電極とすることは以下同一）、さらに、その上にセラミックグリーンシートを積層して、再度導電性ペーストを、前記パターンとずらした第二のパターンにより印刷をし、次の印刷パターンは、前記第一のパターンと同じ版により、印刷し、次に第二のパターンにより印刷し、この印刷操作を繰り返して、多数枚のセラミックグリーンシートを積層することにより、積層体を形成し、次に、内部電極が端部に露出するように前記積層体を既定の面積に打ち抜いた後、焼成し、前記断面に外部電極を設けることによりセラミックコンデンサを製造していた。または、支持体上に導電性ペーストを印刷し、その上にセラミックスラリーをドクターブレード法などにより塗布乾燥して、セラミックグリーンシートを形成するとともに、前記支持体から前記形成されたセラミックグリーンシートを剥離することにより、前記導電性ペーストによる導電層を前記セラミックグリーンシートに転移させる方法がある。そして、前記支持体からセラミックグリーンシートを剥離すると同時に既定のサイズに断裁して、積層枠内に収納し、次に所定の寸法だけずらして所定のサイズに断裁して、前記、積層枠に２枚目の層として収納し、所定の枚数の積層体とする方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の支持体を用いる方法は、支持体の上にグリーンシートを載置して仮着する工程、あるいは支持体上にセラミックスラリーをドクターブレード法などにより塗布乾燥して、セラミックグリーンシートを形成する工程等の工程を必要とするものである。そこで、本発明の課題は、積層コンデンサを安定した方法により効率よく、かつ、歩留りよく製造する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】複数枚のセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成して得られた焼結体を用いた積層コンデンサの製造方法において、熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに内部電極となる導電性ペーストをインキとして第一のパターン（パターンＡ）と第二のパターン（パターンＢ）とを印刷した枚葉状のパターンシートＡ、パターンシートＢを形成し、前記パターンシートＡ、パターンシートＢを所定の位置合わせをして交互に積層し、さらに前記パターンシートの各シート間にセラミックグリーンシートを挿入して積層体とし、該積層体を加熱圧着して、前記キャリアシートおよび導電性ペースト中の有機バインダとを加熱加圧により焼失させ、その後、還元焼成し外部電極を形成する積層コンデンサの製造方法であって、前記キャリアシートがポリエチレンテレフタレート樹脂からなる２軸延伸フィルムであることを含む。
【０００６】
【発明の実施の形態】上記の本発明にかかる積層コンデンサの製造方法について以下に図面等を用いて更に詳しく説明する。図１は、本発明の積層コンデンサの製造におけるキャリアシート及びグリーンシートの積層についての説明図である。図２は、導電性ペーストの印刷パターンＡであり、図３は、導電性ペーストの印刷パターンＢである。図４は、パターンＡとパターンＢの位置関係を示す説明図で、（ａ）平面における位置、（ｂ）断面における位置を示す。図５は、積層コンデンサの一部切り欠き斜視図である。一般にグリーンシートに対して導電性ペーストを用いてパターン印刷する従来の方法においては、グリーンシートが寸法安定性に欠けるため、精度のよい積層が困難であり、また、キャリアシートにグリーンシートを仮着させ、該仮着したグリーンシート上にパターンを印刷し、積層前にキャリアシートを剥離する等の方法は、効率の悪い方法であった。本発明者らは、種々の方法を研究した結果、従来、グリーンシートに印刷していた導電性ペーストの印刷を寸法安定性を有する熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに印刷し、積層において、前記キャリアシートを複数枚積層し、前記キャリアシート間にグリーンシートを挿入してなる積層体を加熱圧着し、断裁後焼成し、さらに外部電極を形成することによって、安定した作業性と、かつ、精度のよい積層コンデンサを得られることを見いだし本発明を完成するに到った。
【０００７】すなわち、積層コンデンサの製造方法において、従来は導電性ペーストをインキとしてグリーンシートに所定の寸法だけずらした２つのパターン（パターンＡ、パターンＢ）の印刷をするが、本発明においては、前記グリーンシートではなく、キャリアシートに印刷をすることにより、前記パターンの形成及びその後の工程が安定する効果を示すことにある。
【０００８】印刷の版には、複数個のパターンを面付けすることができる。キャリアシートの寸法安定性が良好であれば、多くのパターンを面付けしても、印刷工程以下の工程において、位置ズレ等のトラブルを発生せずに加工が可能であり、生産効率がよい。印刷の版に設ける前記パターンの面付け数として図２，図３に示したものは、説明のために 5×6 の30ケの面付けとしたが、実際に生産する場合には、例えば、50〜1,000 ケ程度の多くのパターンを面付けして生産効率を上げることができる。パターンＡとパターンＢとの位置関係は、多面付けされた状態の積層体から、個断ちする際の断裁マークをパターンＡとパターンＢとにおいて共通とし、該断裁マークの位置で断裁した際に、積層コンデンサとして両端に内部電極が露出する位置関係とする。図４（ａ）は、その説明のための図であり、パターンＡ、パターンＢの印刷時にそれぞれ設けられた断裁マークを共通として、パターンＡとパターンＢとを仮に並列に表示したものであり、図４（ｂ）は、積層体の断面におけるパターンの位置関係を示すものである。断裁マーク３ｘ1 、３ｘ2 、３ｘ3 ・・・、及び、３ｙ1 、３ｙ2 、３ｙ3 ・・・にて、順次断裁することによって前記内部電極の両端に露出した所定のサイズのチップ状積層体とすることができる。このような断裁によってパターンＡとパターンＢとの端末が両端に露出することになるが、図４（ｂ）において、パターンＡの端末側にパターンＢの一部が含まれることがあるが、積層コンデンサの性能上特に支障はない。
【０００９】上記のように、パターンＡとパターンＢを設けられた印刷用版による印刷を行うが、本発明においては、まず、印刷ユニットにおいて、印刷用の版に対してキャリアシートを所定の位置に固定して、導電性ペーストを印刷インキとして図２に示すパターンＡを印刷する。次に、別の印刷ユニット或いは、パターンＡを印刷した同じ印刷ユニットにおいて、版を差し替えて、図３に示すパターンＢを印刷する。前記印刷の版に対して所定の位置に固定する方法は、印刷台に位置決め用のピン（以下、位置決めピンと記載する）を設け、被印刷体であるキャリアシートに設けられた位置決め用の孔（位置決め孔と記載する）を前記位置決めピンにはめ込むことにより、前記位置決め孔とパターンとは常に一定の位置を再現する。前記位置決めピンの位置と印刷の版とは、固定された位置関係にあり、印刷される内部電極を形成するパターンＡとパターンＢとは、後述する積層コンデンサとしての電極を形成するように設計された寸法のズレとなるように設計されている。また、多面付けされたパターンを個断ちする際の断裁位置を示す断裁マークは、パターンＡ、パターンＢともに共通の位置に設けておく。
【００１０】従って、前記共通の断裁マークが、パターンシート１Ａ，パターンシート１Ｂの積層において重合一致することになる。前記位置決めの具体的な方法としては、例えば、枚葉印刷であればキャリアシートに予め位置決め孔を設けておき、一方、印刷台には、前記位置決め孔に対応した位置決めピンを設け、前記ピンに位置決め孔を嵌合させて印刷をする。一方、積層工程において用いる積層台にも、前記印刷台に設けた位置決めピンと同じ位置に積層のための位置決めピンを設ける。
【００１１】また、本発明においては、導電性ペースト４をインキとしてキャリアシート１に印刷する場合、前記キャリアシート１は、ロール状でもよいし、また枚葉であってもよい。導電性ペースト４をロール状のキャリアシート１に印刷する場合においては、印刷後、パターンＡまたはパターンＢを印刷したキャリアシート１をシーティングする（枚葉にする）と同時に、印刷されたパターンシートの前記断裁マークを検知して、所定の位置に位置決め孔７を設けることにより、前記枚葉のキャリアシート１への印刷における位置決めと同様に、前記断裁マークが重合一致した積層体とすることが可能となる。
【００１２】次に、本発明にかかる積層コンデンサの製造方法における積層について説明する。前述のように、前記パターンＡ及びパターンＢを多数枚印刷したキャリアシートと、印刷に用いたキャリアシートと同じ大きさのグリーンシートとを用意する。前記印刷されたキャリアシートのパターンＡとパターンＢとを交互に積層する。積層は、前記印刷における、パターンＡとパターンＢとの固定位置（断裁位置）を同一とし、印刷において用いた位置固定方法を、積層においても用いることが好ましい。図１（ａ）に示すように、先ず、積層台１０にグリーンシート２を、２〜３枚置き、パターンシートＡ、次に、グリーンシート２、続いて、パターンシートＢ、そしてグリーンシート２、パターンシートＡを積層する。以下同様に繰り返し積層していき、最後に、パターンシートＢの上にグリーンシート２を２〜３枚積層する。この際、パターンＡとパターンＢとを所定の正確に位置となるように、前記積層台１０に位置決め用ピン１１を設け〔図１（ａ）に例示したケースにおいては、積層台の４隅に４本のピンを設けている〕、キャリアシートには前記積層台に設けた位置決めピン１１にはめる位置決め孔７を設ける。また、キャリアシートの間に挿入するグリーンシート２にも、位置決め用孔７を設けても良いし、また、設けなくてもよいが、必要部位にグリーンシート２が確実に積層されるためには、グリーンシート２にも位置決め用孔７を設けることが望ましい。
【００１３】次に、本発明の積層コンデンサの製造方法における積層について説明する。積層する際の位置決めについては、図１（ａ）に示すように、例えば、パターンシート１Ａ、１Ｂ、グリーンシート２に設けた位置決め孔７と、積層台１０に設けた位置決めピン１１との嵌合により行うが、積層の順序は、最初にグリーンシート２、次に、パターンシート１Ａ、グリーンシート２、パターンシート１Ｂ、グリーンシート２、パターンシート１Ａのようにして、繰り返し積層していき、最後にグリーンシート２を積層する。以上に説明したように、前記積層のための位置決めピン１１に前記決め孔を嵌合させて位置を確定しながら積層することによって、前記断裁マークが重合一致した積層体とすることができる。まず、パターンシートだけを積層した積層体とし、その後、前記積層体のそれぞれのパターンシートの間にグリーンシート２を挿入しても良いし、また、前記パターンシートの積層時に、パターンシート、グリーンシート、パターンシートのように積層してもよい。
【００１４】前記積層に際し、最初と最後とに積層するグリーンシートは、最終製品である積層コンデンサにおけるハウジングとなるため複数枚とすることが望ましい。
【００１５】また、積層の際、パターンシート及びグリーンシートを積層した全域にわたり、厚みを均一にする必要がある。仮に、積層体に厚みムラがあると、後述する積層体の圧着工程において、内部電極となるべきパターンにズレが発生し、断裁において、内部電極の露出が適性でなくなり、その結果、積層コンデンサとして、容量の不足となることがある。図１（ａ）に示すように、パターンシートの全域にグリーンシートがある場合は、前記厚みムラの発生の心配はないが、必要な部位、すなわち、積層コンデンサとして用いる部分のみにグリーンシートを挿入すると、前述のように積層による厚みが偏在することになる。その対策として、本発明においては、例えば、図１（ｂ）に示すように、位置決め孔部分にスペーサー８を噛ますことによって、積層体の全域の厚さが均一になる。前記スペーサー８は、図示はしないが前記キャリアフィルムの外縁４辺に及ぶ形状であってもよい。周縁部全域にスペーサーを噛ますと、積層時の厚みがキャリアシート全域において均一となって、前記積層時のずれ込みを防止できる。このようにして、キャリアシートの枚数にして40〜1000枚、好ましくは40〜400 枚の積層体とする。
【００１６】得られた前記積層体に熱と圧力とを加えて圧着することによって、積層体の層間の空隙部をなくし、また、キャリアシート及び導電性ペースト中の有機バインダー成分を焼失させる。圧着条件としては、150 〜400 ℃、10〜50Kg/cm2、4 〜10分とする。
【００１７】前記、加圧加熱により圧着した積層体を断裁するが、断裁は、導電性ペーストをキャリアシートに印刷する版に、導電性ペーストのパターンと同時に、該パターンの個断ち位置を示す、縦横の断裁マーク、例えば、図２及び図３における３ｘ1 、３ｘ2 、３ｘ3 、３ｘ4 ・・・，３ｙ1 、３ｙ2 、３ｙ3 、３ｙ4 ・・・，を印刷しておき、前記断裁マークを検知して、縦横に断裁することによって、前述のように、積層コンデンサとしてその端面に、内部電極が交互に露出したチップ状の積層体を作成することができる。因みに、前記各断裁マークは、パターンＡ、パターンＢの双方に共通であり、印刷されたキャリアシートを積層したときに、それぞれの断裁マークは、その枚数すべてにおいて同一の位置となるように設定し製版されたものである。
【００１８】前記規定のサイズに断裁された前記チップ状の積層体を、1000〜1300℃条件において焼成しグリーンシートをセラミック化し、誘電体とする。
【００１９】以上のようにして得られた規定のサイズに断裁されたチップ状の積層体の端部に外部電極を形成するが、その形成方法は、例えば、卑金属外部電極を形成し、還元焼成をした後に銀外部電池を形成する等のような方法を用いればよい。得られる積層コンデンサの概要を図５に示す。
【００２０】次に、本発明にかかる積層コンデンサの製造方法において用いられる材料について説明する。本発明にかかる積層コンデンサの製造方法において用いるグリーンシートは、薄板状に成形したセラミックの未焼成シートであって、通常の製造方法、つまり、セラミック原料粉末、有機バインダ、可塑剤、有機溶剤などの混合スラリーをドクターブレード法やカレンダ法でシート状に成形したものを用いることができる。
【００２１】本発明にかかる積層体においては、キャリアシートに導電性ペーストをパターン印刷するが、前記キャリアシートとしては、前記印刷工程における寸法安定性の良好な伸縮性の少ないシートを用いる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルブチラール、メチルセルロース、エチルセルロース等の樹脂からなるフィルムないしシートを用いることができる。キャリアシートとしの厚みは、5 〜100 μｍ程度、10〜40μｍ程度の厚さが好ましい。
【００２２】本発明にかかる積層コンデンサにおいて、内部電極を形成するために、キャリアシートにパターン印刷する際に用いられる導電性ペーストは、Ｎｉ，Ｐｔ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属または合金の粉末と有機バインダおよび有機溶剤とから構成されるものである。前記有機バインダとしては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、各種ワックス類、アクリル樹脂類等であり、有機溶剤としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル等を用いることができる。導電性ペーストの印刷方法としては、グラビア印刷、凸版印刷、フレキソ印刷、シルクスクリーン印刷、静電印刷、転写印刷等が利用できる。
【００２３】本発明にかかる積層コンデンサの製造において、積層するキャリアシートの積層枚数は40〜1000枚程度、より好ましくは40〜400 枚程度である。本発明は、寸法安定性のよいキャリアシートに内部電極パターンを印刷し、印刷されたパターンの位置決めをして積層された前記印刷キャリアシートの各層の間に所定の寸法に裁断したセラミックグリーンシートを挿入して積層体とする方法としたために、作業性がよく、精度のよい積層コンデンサを製造することができるようになった。
【００２４】
【実施例】下記の条件によって、本発明の積層コンデンサを作成してその効果を確認した。本実施例におけるキャリアシートとして、枚葉の２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム20μｍを用意した。ダイセット式打ち抜き装置により、前記キャリアシートのシートの４隅に2.5φの位置決め孔を設け、印刷台には、前記キャリアシートに設けた位置決め孔に嵌合する位置に2.45φの直径を有する位置決めピン 4本を設けた。該ピンの位置は、印刷用の版に対して確定した位置とし、その高さは3mm とした。
パターンのサイズ： 2.0 ×4.0mm面付け数は、20×20＝400 ケ印刷時のキャリアシートのサイズ：150mm ×200mmシルクスクリーン方式の印刷により、導電性ペーストを印刷した。印刷乾燥した導電層の厚さは 3μｍ± 0.1μｍであった。なお、導電性ペーストとしては、Ag-Pd の合金粉末と、バインダとしてエチレン・酢酸ビニル共重合体及び各種ワックス類とを混合し、溶剤としてトルエンを用いてシルクスクリーン用のインキとして調整したものを用いた。
【００２５】グリーンシートとしては、誘電体セラミック粉末を主体とするセラミックスラリーを、ドクターブレード成形法によりセラミックグリーンシートを製膜した。得られたグリーンシートの厚みは、10± 1μｍであった。該グリーンシートは、印刷に供したキャリアシートの大きさと同一とし、その４隅に、前記キャリアシートへの位置決め孔を設けたダイセット式打ち抜き装置により、同じく、位置決め孔を4 ケ所設けた。
【００２６】積層台には、前記印刷台と同じ位置に、また、同じ径の位置決めピン４本を設けた。ただし、積層台に設けた位置決めピンの高さは70mmとした。積層の概要は、図１（ａ）に示したように、積層台に設けた位置決めピンに、グリーンシートおよびキャリアシートに設けた位置決め孔を嵌合させる。具体的には、最初にグリーンシート３枚を重ねて入れ、次に、パターンシートＡ、グリーンシート、パターンシートＢ、グリーンシート、パターンシートＡ、グリーンシートのように、この順序による積層を繰り返し、パターンシートＡ50枚、パターンシートＢ50枚の計100 枚（キャリアシートの枚数）の積層体とした。そして、最後に、最初と同じようにグリーンシート３枚を重ねた積層体とした。
【００２７】次に、前記積層体を、15Kg/cm2の圧力にて加圧し、350 ℃の温度の炉内において、10分間加熱しキャリアシートおよび導電性ペーストの成分である有機バインダを焼失させ、導電層をグリーンシート上に転写した状態とした。
【００２８】次に、前記圧着した積層体を断裁して規定のサイズのチップ状の積層体を得た。前記断裁は、印刷においてパターン印刷と同時に設けた断裁マークを検知して縦横に断裁することによってチッブ状積層体を得た。該チップ状積層体の一端面には、パターンＡの導電層端面、また、その反対側端面には、パターンＢの導電層端面をそれぞれ露出した。
【００２９】前記の如くして得られた規定のサイズのチップ状の積層体の端部に卑金属外部電極を形成し、1150℃でN2と H2 の混合ガス中で焼成を行った。還元焼成をして銀外部電池を形成し、積層コンデンサを得た。
【００３０】得られた積層コンデンサは、内部電極の位置ずれもなく、良好な性能を有するものであった。
【００３１】
【発明の効果】寸法安定性に優れたキャリアシートに対して印刷するため、内部電極のパターン精度が極めてよく、品質のよい積層コンデンサを歩留りよく生産することができる。本発明の積層型電子部品の製造方法によって、導電性ペーストをグリーンシートに形成する方法に比べて、グリーンシートの、前記ペーストを乾燥するための加熱による収縮による問題がなくなり、また、内部電極を形成したグリーンシートを複数枚積層する工程における積層による位置ずれについても、その発生のない積層方法とすることができた。また、支持体にグリーンシートを仮着させたり、また、支持体上において、グリーンシートを形成する工程を必要とせずに、加工性、精度ともに良好な積層コンデンサの製造方法となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層コンデンサの製造におけるキャリアシート及びグリーンシートの積層についての説明図
【図２】導電性ペーストの印刷パターンＡ
【図３】導電性ペーストの印刷パターンＢ
【図４】パターンＡとパターンＢの位置関係を示す説明図で、（ａ）平面における位置、（ｂ）断面における位置
【図５】積層コンデンサの一部切り欠き斜視図
【符号の説明】
Ｓ 積層コンデンサ
Ａ，Ｂ 導電性ペーストの印刷パターン
１ キャリアシート
１Ａ，１Ｂ パターンシート
２ グリーンシート
３ｘ，３ｙ 断裁マーク
４ 導電性ペーストまたは内部電極
５ 誘電体
６ 外部電極
７ 位置決め孔
８ スペーサー
１０ 積層台
１１ 位置決めピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数枚のセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成して得られた焼結体を用いた積層コンデンサの製造方法において、熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに内部電極となる導電性ペーストをインキとして、２つのパターン、第一のパターン（パターンＡ）と第二のパターン（パターンＢ）とを印刷した枚葉状のパターンシートＡ、パターンシートＢを形成し、前記パターンシートＡ、パターンシートＢを所定の位置合わせをして交互に積層し、さらに前記パターンシートの各シート間にセラミックグリーンシートを挿入して積層体とし、該積層体を加熱圧着して、前記キャリアシートおよび導電性ペースト中の有機バインダとを加熱加圧により焼失させ、その後、還元焼成して外部電極を形成することを特徴とする積層コンデンサの製造方法。
【請求項２】 前記キャリアシートがポリエチレンテレフタレート樹脂からなる２軸延伸フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の積層コンデンサの製造方法。
【請求項１】 複数枚のセラミックグリーンシートを積層した積層体を焼成して得られた焼結体を用いた積層コンデンサの製造方法において、熱可塑性プラスチックからなるキャリアシートに内部電極となる導電性ペーストをインキとして、２つのパターン、第一のパターン（パターンＡ）と第二のパターン（パターンＢ）とを印刷した枚葉状のパターンシートＡ、パターンシートＢを形成し、前記パターンシートＡ、パターンシートＢを所定の位置合わせをして交互に積層し、さらに前記パターンシートの各シート間にセラミックグリーンシートを挿入して積層体とし、該積層体を加熱圧着して、前記キャリアシートおよび導電性ペースト中の有機バインダとを加熱加圧により焼失させ、その後、還元焼成して外部電極を形成することを特徴とする積層コンデンサの製造方法。
【請求項２】 前記キャリアシートがポリエチレンテレフタレート樹脂からなる２軸延伸フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の積層コンデンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【公開番号】特開２０００−７７２５４（Ｐ２０００−７７２５４Ａ）
【公開日】平成１２年３月１４日（２０００．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２４６８１６
【出願日】平成１０年９月１日（１９９８．９．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１２年３月１４日（２０００．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年９月１日（１９９８．９．１）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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