積層セラミック電子部品の製造方法およびグリーンシートの製造装置
【課題】 誘電体層および電極層を薄層化した場合であっても、耐圧不良の改善および電極被覆層の被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】 支持体２２の表面にグリーンシート１４を形成する工程と、前記グリーンシート１４に対して、前記グリーンシート１４の厚み方向に、遠心力を加える工程と、を有する積層セラミック電子部品の製造方法。
【解決手段】 支持体２２の表面にグリーンシート１４を形成する工程と、前記グリーンシート１４に対して、前記グリーンシート１４の厚み方向に、遠心力を加える工程と、を有す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、積層セラミック電子部品の製造方法およびグリーンシートの製造装置に係り、さらに詳しくは、誘電体層および電極層を薄層化した場合であっても、耐圧不良の改善および電極被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造方法に関する。また、本発明は、耐圧不良の改善および電極被覆率の向上を実現するために好適に用いられるグリーンシートを製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子部品の小型化に伴い、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品の小型化や大容量化が求められてきている。積層セラミックコンデンサの小型化および大容量化を実現するには、１層あたりの誘電体層厚みをできるだけ薄くし（薄層化）、所定サイズにおける誘電体層の積層数をできるだけ増やす（多層化）ことが重要である。
【０００３】
積層セラミックコンデンサの製造工程は以下のように示される。まず、内部電極層が形成された誘電体シートが複数用意される。そして、複数の誘電体シートを積層圧着し積層体とする。積層体はプレス、切断工程を経てセラミックグリーンチップとなる。得られたセラミックグリーンチップは、脱バインダ、焼成工程を経て、焼成体となり外部電極を形成しセラミック電子部品を得る。
【０００４】
誘電体シートを作製するには、まず、所定組成に調整されたセラミック原料粉末と、バインダ溶液とを互いに混合することによってセラミックスラリーを得る。その後、ドクターブレード法や、引上げ法、リバースロールコータなどを用いてセラミックスラリーを支持体としてのキャリアフィルム上に薄膜状にシート成形し、薄肉な誘電体シートとし、これを加熱乾燥することで形成される。
【０００５】
また、内部電極層の形成に用いられる内部電極ペーストは、ニッケル等の導電性材料（金属粉末）を有機バインダ及び有機溶剤等に分散させてペースト状にしたものである。内部電極層は電極ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法などを用いて、セラミック成形体表面または支持体上に印刷し、電極ペーストに含まれる有機溶剤を乾燥させることにより形成される。
【０００６】
ところで、近年、積層セラミックコンデンサをはじめとする種々の積層セラミック電子部品に対しては、他の電子素子に対するのと同様に、小型化、高性能化が求められるようになっている。そして、そのためには、積層セラミック電子部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートを薄くすることが必要になり、近年は、その製造工程において、厚みが３μｍ以下の極めて薄い誘電体シートが要望されている。
【０００７】
しかしながら、誘電体シートの薄層化を進めると、誘電体シートに含まれる誘電体粉末（顔料）の充填性が悪化し、シートのキャリアフィルム側には空隙が存在する傾向にある。その結果、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて、耐圧不良が発生するという問題が生じている。
【０００８】
また、内部電極層の薄層化を進めると、電極に含まれる導電性材料の充填性が悪化し、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて、電極被覆率が低下する傾向にある。
【０００９】
また、誘電体シートまたは内部電極層の充填性が悪化すると、誘電体シートまたは内部電極層の表面側におけるバインダ樹脂が少なくなり、密着性が悪く、積層性が悪化する傾向にあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、誘電体層および電極層を薄層化した場合であっても、耐圧不良の改善および電極被覆層の被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的としている。さらに、本発明の別の目的は、耐圧不良の改善および電極被覆層の被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造に好適に用いられるグリーンシートの製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、
支持体の表面にグリーンシートを形成する工程と、
前記グリーンシートに対して、前記グリーンシートの厚み方向に、遠心力を加える工程と、を有する。
【００１２】
本発明において、「グリーンシート」は、特に制限されず、セラミック原料粉末を含む誘電体シート単独であってもよいし、導電性材料を含む電極パターンシート単独であってもよい。また、セラミックグリーンシートの表面に電極パターンが形成された積層体であってもよい。
【００１３】
好ましくは、遠心力を加える工程において、前記グリーンシートを固化させる。
【００１４】
好ましくは、前記グリーンシートの厚みが１μｍ以下である。
【００１５】
好ましくは、遠心力を加える際の遠心加速度が、５Ｇ以上３０００Ｇ以下である。
【００１６】
好ましくは、前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在するセラミック原料粉末の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在するセラミック原料粉末の前記上層部における充填率よりも大きい。
【００１７】
好ましくは、前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在する導電性材料の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在する導電性材料の前記上層部における充填率よりも大きい。
【００１８】
好ましくは、前記上層部に存在するバインダ樹脂の前記上層部における充填率が、前記下層部に存在するバインダ樹脂の前記下層部における充填率よりも大きい。
【００１９】
好ましくは、前記セラミック原料粉末として、主成分原料粉末に副成分原料をあらかじめ反応させている粉末を用いる。
【００２０】
好ましくは、前記導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆させている粉末を用いる。
【００２１】
本発明に係るグリーンシートの製造装置は
グリーンシートを形成するための支持体と、
前記グリーンシートに対して遠心力を加える手段と、を有する。
【００２２】
好ましくは、グリーンシートを固化させる手段をさらに有する。
【００２３】
好ましくは、前記支持体を複数有する。
【００２４】
好ましくは、前記支持体を、前記グリーンシートの厚み方向に平行な面で切断したときに、前記支持体の断面形状の少なくとも一部が円弧状である。
【００２５】
好ましくは、前記支持体が、前記グリーンシートが形成されることとなる面の延長面上に、前記グリーンシートが形成されない面を有している。
【００２６】
好ましくは、前記支持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している。
【００２７】
好ましくは、前記支持体が、前記グリーンシートの変形を防止する機能を有している。
【００２８】
好ましくは、前記支持体の変形を防止するための保持体をさらに有しており、
前記保持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るセラミック電子部品の製造方法では、支持体の表面にグリーンシートを形成した後、グリーンシートを固化させていない状態で、グリーンシートの厚み方向に遠心力を加える。グリーンシートが誘電体シートの場合には、遠心力が加わることにより、比較的に密度の大きいセラミック原料粉末が支持体側に集まるようになり、シート中の支持体側におけるセラミック原料粉末の充填性を向上させることができる。その結果、焼成後の積層セラミック電子部品における耐圧不良を改善することができる。
また、グリーンシートが電極パターンシートの場合には、遠心力が加わることにより、比較的に密度の大きい導電性材料が支持体側に集まるようになり、シート中の支持体側における導電性材料の充填性を向上させることができる。その結果、焼成後の積層セラミック電子部品において、電極被覆率を向上させることができる。
さらには、遠心力が作用した結果、グリーンシートの表面側には比較的に密度の小さいバインダ樹脂が多く存在することとなる。そのため、グリーンシートの積層の際には、グリーンシート同士の密着性が増し、スタック性を向上させることができる。
【００３０】
上記の作用効果は、遠心力を加える工程において、グリーンシートを固化させることで、さらに高めることができる。遠心力の作用により、支持体側に多く存在するようになったセラミック原料粉末（または導電性材料）を、固化させることで、容易にその状態で維持することができるからである。
【００３１】
また、遠心力を加える際の条件やセラミック原料粉末（または導電性材料）の状態を制御することによっても上記の作用効果を高めることができる。
【００３２】
本発明のグリーンシートの製造装置によれば、誘電体層および電極層を薄層化した場合であっても、耐圧不良の改善および電極層の被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造に用いて好適なグリーンシートを得ることができる。特に、上記の積層セラミック電子部品の製造方法を効率的かつ効果的に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図、
図２はグリーンシートを形成する工程を示す概略図、
図３は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図４は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図、
図５は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図、
図６は遠心力印加後の誘電体シートの概略断面図、
図７〜図１０は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図１１（Ａ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部平面図、図１１（Ｂ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部正面図、
図１２は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図１３は本発明の第２実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図１４〜図１７は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図である。
【００３４】
（第１実施形態）
積層セラミックコンデンサの全体構成
まず、本発明に係る電子部品の一実施形態として、積層セラミックコンデンサの全体構成について説明する。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ２は、コンデンサ素体４と、外部電極６、８とを有する。コンデンサ素体４は、誘電体層１０と、内部電極層１２とを有し、誘電体層１０の間に、これらの内部電極層１２が交互に積層してある。交互に積層される一方の内部電極層１２は、コンデンサ素体４の一方の端部の外側に形成してある外部電極６の内側に対して電気的に接続してある。また、交互に積層される他方の内部電極層１２は、コンデンサ素体４の他方の端部の外側に形成してある外部電極８の内側に対して電気的に接続してある。
【００３６】
誘電体層１０の材質は、特に限定されず、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよび／またはチタン酸バリウムなどを主成分とする誘電体材料で構成される。各誘電体層１０の厚みは、特に限定されないが、数μｍ〜数百μｍのものが一般的である。特に本実施形態では、好ましくは１μｍ以下に薄層化されている。
【００３７】
内部電極層１２に含有される導電性材料は、特に限定されないが、Ｃｕ、Ｎｉおよびこれらの合金から選ばれる少なくとも１種で構成してあることが好ましく、より好ましくはＮｉまたはＮｉ合金である。ＮｉまたはＮｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、ＣｏおよびＡｌから選択される少なくとも１種の元素とＮｉとの合金が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５重量％以上であることが好ましい。なお、ＮｉまたはＮｉ合金中には、Ｐ、Ｆｅ、Ｍｇなどの各種微量成分が０．１重量％程度以下含まれていてもよい。
【００３８】
内部電極層１２の厚さは、用途などに応じて適宜決定すればよいが、通常１〜２μｍ程度である。ただし、特性上悪影響を及ぼすほどの電極の途切れが生じることがない範囲で薄い方が望ましい。特に本実施形態では、好ましくは１μｍ以下に薄層化されている。
【００３９】
外部電極６および８の材質も特に限定されないが、通常、銅や銅合金、ニッケルやニッケル合金などが用いられるが、銀や銀とパラジウムの合金なども使用することができる。端子電極６および８の厚みも特に限定されないが、通常１０〜５０μｍ程度である。
【００４０】
積層セラミックコンデンサ２の形状やサイズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよい。積層セラミックコンデンサ２が直方体形状の場合は、通常、縦（０．６〜５．６ｍｍ、好ましくは０．６〜３．２ｍｍ）×横（０．３〜５．０ｍｍ、好ましくは０．３〜１．６ｍｍ）×厚み（０．１〜１．９ｍｍ、好ましくは０．３〜１．６ｍｍ）程度である。
【００４１】
積層セラミックコンデンサの製造方法
次に、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ２を製造する方法の一例を説明する。
【００４２】
まず、焼成後に図１に示す誘電体層１０を形成するための誘電体層用ペーストと、焼成後に図１に示す内部電極層１２を形成するための内部電極層用ペーストを準備する。また、外部電極用ペーストも準備する。
【００４３】
誘電体層用ペーストは、セラミック原料粉末としての誘電体原料と有機ビヒクルとを混練して調製する。本実施形態で用いる誘電体原料としては、上述した誘電体材料を所定の組成比で秤量したものを用いる。
【００４４】
なお、上記の誘電体原料は、上記した酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができるが、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。
【００４５】
本実施形態では、上記の誘電体原料として、主成分原料粉末（チタン酸バリウム粉末など）に副成分原料の少なくとも一部をあらかじめ反応させていることが好ましい。上記副成分としては、Ｒの酸化物、Ｍｎの酸化物、Ｖの酸化物、ＢａおよびＣａの酸化物、Ｓｉの酸化物を含有することが好ましい。上記Ｒの酸化物のＲは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる少なくとも１つの元素である。すなわちＲの酸化物は、希土類元素の酸化物である。あらかじめ反応させるための方法としては、仮焼き法などの固相法に限らず、シュウ酸塩法、水熱合成法、ゾルゲル法などの液相合成法でもよい。
【００４６】
また、誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記した誘電体磁器組成物の所望の組成となるように決定すればよい。
【００４７】
塗料化する前の状態で、誘電体原料の平均粒径は、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍ程度である。
【００４８】
有機ビヒクルは、バインダおよび溶剤を含有するものである。バインダとしては、例えばエチルセルロース、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂などの通常の各種バインダを用いることができる。溶剤も、特に限定されるものではなく、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、キシレン、エタノールなどの有機溶剤が用いられる。
【００４９】
誘電体層用ペーストは、誘電体原料と、水中に水溶性バインダを溶解させたビヒクルを混練して、形成することもできる。水溶性バインダは、特に限定されるものではなく、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、水溶性アクリル樹脂、エマルジョンなどが用いられる。
【００５０】
内部電極層用ペーストは、上述した各種導電性金属や合金からなる導電性材料あるいは焼成後に上述した導電性材料となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上述した有機ビヒクルとを混練して調製される。外部電極用ペーストも、この内部電極層用ペーストと同様にして調製される。
【００５１】
本実施形態では、上記の導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆されていることが好ましい。酸化物としては、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、などが挙げられ、有機金属化合物としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒを含む有機金属化合物などが挙げられる。なお、必ずしも導電性金属粉末表面全体を被覆する連続層を形成していなくてもよく、酸化物または有機金属化合物が点在していてもよい。
【００５２】
各ペーストの有機ビヒクルの含有量は、特に限定されず、通常の含有量、例えば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト中には必要に応じて分散剤、可塑剤等が含有されても良い。
【００５３】
次に、本発明の一実施形態に係るグリーンシートの製造装置を用いて、グリーンシートを製造する。本発明の一実施形態に係るグリーンシートの製造装置２０は、グリーンシートを形成するための支持体と、支持体を保持する保持体と、グリーンシートに対して遠心力を加える遠心力印加装置と、グリーンシート固化装置と、を備える。
【００５４】
本実施形態においては、まず、図２（Ａ）に示すように、上記の誘電体層用ペーストを、グリーンシートの製造装置の支持体２２にドクターブレード法等の公知の塗工方法により塗布して、グリーンシートとしての誘電体シート１０ａを得る。得られた誘電体シート１０ａは、塗布した直後の状態であり、少なくともシートの一部が固化されていない状態である。
【００５５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、上記の内部電極層用ペーストを、誘電体シート１０ａの表面に塗布して、誘電体シート１０ａの表面に内部電極パターン１２ａが形成されたグリーンシートを得る。得られた内部電極パターン１２ａも誘電体シート１０ａと同様に、塗布した直後の状態であり、シートの少なくとも一部が固化されていない状態である。
【００５６】
あるいは、図２（Ｃ）に示すように、上記の内部電極層用ペーストを、たとえば、接着層（図示省略）が形成されている支持体２２に塗布して、グリーンシートとしての電極パターンシート１２ａ（内部電極パターン）を得てもよい。そして、得られた電極パターンシート１２ａを、転写法等により、図２（Ａ）に示す誘電体シート１０ａに転写し、図２（Ｂ）に示す、誘電体シート１０ａの表面に内部電極パターン１２ａが形成されたグリーンシートが得られる。
【００５７】
なお、図２（Ｄ）に示すように、内部電極パターンが形成されていない誘電体シートの表面隙間１００（余白パターン部）に、内部電極パターンと実質的に同じ厚みの余白パターン１００ａを形成してもよい。余白パターンを形成するために用いるペーストの組成は、上記の誘電体層用ペーストの組成と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、図２（Ａ）〜（Ｄ）においては、支持体２２以外のグリーンシートの製造装置の図示は省略した。
【００５８】
次に、ペースト塗布直後の固化されていないグリーンシート（誘電体シート＋内部電極パターン）に対して、グリーンシートの製造装置の遠心力印加装置により、遠心力を印加する。
【００５９】
図３に示すように、グリーンシート１４が形成された支持体２２を保持体２４が保持している。本実施形態では、支持体２２は合成樹脂（ＰＥＴフィルムなど）から構成されているため、保持体２４で支持体２２を保持することにより、遠心力を印加する際に、支持体２２が変形してしまうことを防止する。その結果、グリーンシート１４の変形も防止することができる。
【００６０】
支持体２２および保持体２４には、回転軸２６の一端が固定されている。遠心力印加装置は、この回転軸２６の他端を中心にして、支持体２２および保持体２４を、たとえば、図３の矢印の方向に回転させることで、支持体２２上に形成されたグリーンシート１４に対して遠心力Ｆを印加することができる。
【００６１】
遠心力を加える際の遠心加速度は、好ましくは５〜３０００Ｇ、より好ましくは１０〜１０００Ｇである。遠心加速度が小さすぎると、本発明の効果が得がたくなる傾向にある。一方、遠心加速度は大きくなっても特に問題はないが、設備上の観点から、遠心加速度が上記の上限以下であることが好ましい。なお、「Ｇ」は重力加速度を１とした場合の加速度の単位であり、たとえば、３．０Ｇとは、重力加速度ｇの３．０倍、すなわち、２９．４ｍ／ｓ２を意味する。
【００６２】
また、遠心力を加える際の回転半径をｒとし、回転円の円周方向または接線方向における前記グリーンシートの成形長さをＬとしたときに、Ｌ≦πｒであり、かつ、ｒが５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることが好ましい。ｒが小さすぎると、グリーンシートの形成面積を大きくできない傾向にあることに加え、遠心力を大きくするために必要な回転数が大きくなりすぎる傾向にある。一方、ｒは大きくなっても特に問題はないが、設備上の観点から、ｒが上記の上限以下であることが好ましい。なお、図３では、支持体２２以外のグリーンシートの製造装置の図示は省略した。
【００６３】
本実施形態では、グリーンシートに対して遠心力を加える工程において、該グリーンシートを、グリーンシート固化装置により固化させる。図４に示すように、遠心力を印加する工程において、グリーンシート固化装置２８を用いて、グリーンシートを固化する。すなわち、遠心力を印加する工程とグリーンシートを固化する工程とを同一の工程において行う。その結果、生産効率を向上させることができ、かつ、後述する図６に示すグリーンシートの状態を容易に得ることができる。
【００６４】
グリーンシートを固化させる手段としては特に制限されないが、グリーンシート固化装置２８が、ヒーター等の加熱装置や紫外線等のエネルギー線を照射することで硬化させる装置であることが好ましい。
【００６５】
グリーンシート固化装置２８は、図４に示すように、グリーンシート１４の外周側に設置されていてもよいし、図５に示すように、グリーンシート１４の内周側に設置されていてもよい。
【００６６】
本実施形態のグリーンシートの製造装置を用いて、グリーンシートとしての誘電体シート１０ａに遠心力を印加した後の、誘電体シート１０ａの断面模式図を図６に示す。誘電体シートを図６に示す点線により、支持体側の下層部Ａおよび誘電体シートの表面側の上層部Ｂの上下２層に分けることができる。
【００６７】
図６に示すように、遠心力が印加されると、誘電体シート１０ａ中において、比較的密度の大きい誘電体原料粉末１１が支持体側、すなわち下層部に集まるようになる。逆に比較的に密度の小さいバインダ樹脂（図示省略）は、シートの表面側、すなわち上層部に集まるようになる。その結果、下層部の誘電体原料粉末１１の充填率が高くなり、従来発生していた支持体側の空隙を防止することができる。その結果、焼成後の積層セラミックコンデンサにおける耐圧不良を改善できる。また、充填率が高くなることにより、より薄いシートを形成することができる。
【００６８】
また、グリーンシートとしての内部電極パターンシートについても上記と同様に考えることができ、遠心力印加後においては、下層部に導電性材料が多くなり、上層部にはバインダ樹脂が多くなる。その結果、導電性材料の充填率が高くなるため、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて電極被覆率が高くなり、取得容量を向上させることができる。
【００６９】
さらには、グリーンシート（誘電体シート＋内部電極パターン）を積層する際には、グリーンシートの表面側にバインダ樹脂が多く存在しているため、積層時にグリーンシート同士の密着性が高くなり、スタック性（積層性）が向上する。
【００７０】
なお、セラミック原料粉末として、主成分原料粉末に副成分原料の少なくとも一部をあらかじめ反応させた粉末を用いることで、セラミック原料粉末の存在状態が不均一となることを防止することができる。導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆された粉末を用いる場合についても同様である。
【００７１】
本発明では、支持体に形成されたグリーンシートの厚み方向に遠心力が印加される態様であれば、支持体および回転軸の形状は特に制限されない。以下に、支持体および回転軸の形状について例示する。
【００７２】
図７に示すように、支持体２２および保持体２４に固定された回転軸２６が２本で構成されていてもよい。すなわち、回転軸２６の一端が支持体２２および保持体２４の両端部近傍に固定され、２本の回転軸の他端が回転の中心となっていてもよい。また、図８に示すように、支持体２２および保持体２４に固定された回転軸２６が略三角形状板であってもよい。すなわち、略三角形状板の一辺が支持体２２および保持体２４に固定され、この辺に対向する頂点が回転の中心となっていてもよい。
【００７３】
図９に示すように、保持体２４の一方の端部をグリーンシートの厚み方向に延長し、この延長部分を回転軸２６としてもよい。また、図１０に示すように、保持体２４の両端部をグリーンシートの厚み方向に延長し、この延長部分を回転軸２６としてもよい。この場合、グリーンシートの厚み方向に垂直な方向に回転軸２６を接続する軸２９を設け、図１０に示す方向に回転させる。図１０に示す場合において、グリーンシート固化装置２８を、図１１に示すように配置してもよい。この場合には、回転方向に対して垂直な方向から固化させることとなる。
【００７４】
また、生産効率を向上させるために、図１２に示すように、本発明に係るグリーンシートの製造装置が、複数の支持体２２を有していてもよい。
【００７５】
このようにして得られたグリーンシートを積層し、焼成後に誘電体層となる誘電体シートと、焼成後に内部電極層となる内部電極パターンと、が交互に積層された積層体を作製する。
【００７６】
次に、積層体を所定の寸法に切断してグリーンチップを得る。
【００７７】
次に、グリーンチップに対して脱バインダ処理を行う。脱バインダ処理は、通常の条件で行えばよいが、内部電極層の導電体材料にＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、特に下記の条件で行うことが好ましい。
雰囲気 ：加湿したＮ２ とＨ２ との混合ガス。
保持温度：２００〜４００℃、
保持時間：０．５〜２０時間、
昇温速度：５〜３００℃／時間。
【００７８】
次に、グリーンチップを焼成して焼結体を得る。焼成条件は、下記の条件が好ましい。
保持温度：１１００〜１３００℃、
保持時間：０．５〜８時間、
昇温速度：５０〜５００℃／時間、
冷却速度：５０〜５００℃／時間、
雰囲気：加湿したＮ２ とＨ２ との混合ガス等。
【００７９】
なお、焼成時の空気雰囲気中の酸素分圧は、１０−２Ｐａ以下、特に１０−２〜１０−８Ｐａにて行うことが好ましい。前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にあり、また、酸素分圧があまり低すぎると、内部電極層の電極材料が異常焼結を起こし、途切れてしまう傾向にある。
【００８０】
次に、得られた焼結体を熱処理して、図1に示すコンデンサ素子本体４を得る。焼成後の熱処理は、保持温度または最高温度を、好ましくは１０００℃以上、さらに好ましくは１０００〜１１００℃として行う。熱処理時の保持温度または最高温度が、前記範囲未満では誘電体材料の酸化が不十分なために絶縁抵抗寿命が短くなる傾向にあり、前記範囲をこえると内部電極のＮｉが酸化し、容量が低下するだけでなく、内部電極が誘電体素地と反応してしまい、寿命も短くなる傾向にある。熱処理の際の酸素分圧は、焼成時の還元雰囲気よりも高い酸素分圧であり、好ましくは１０−３〜１Ｐａ、より好ましくは１０−２〜１Ｐａである。前記範囲未満では、誘電体層の再酸化が困難であり、前記範囲をこえると内部電極層が酸化する傾向にある。そして、そのほかの熱処理条件は下記の条件が好ましい。
保持時間：０〜６時間、
冷却速度：５０〜５００℃／時間、
雰囲気用ガス：加湿したＮ２ ガス等。
【００８１】
なお、Ｎ２ガスや混合ガス等を加湿するには、例えばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は０〜７５℃程度が好ましい。またグリーンチップの脱バインダ処理、焼成、および焼結体の熱処理は、それぞれを連続して行っても、独立に行ってもよい。
【００８２】
外部電極のめっき
コンデンサ素子本体４に対して、例えばバレル研磨、サンドブラスト等にて端面研磨を施し、外部電極用ペーストを焼きつけて外部電極６，８が形成され、図１の積層セラミックコンデンサ２が得られる。外部電極用ペーストの焼成条件は、例えば、加湿したＮ２ とＨ２ との混合ガス中で６００〜８００℃にて１０分間〜１時間程度とすることが好ましい。そして、必要に応じ、外部電極６，８上にめっき等を行うことによりパッド層を形成する。なお、外部電極用ペーストは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製すればよい。
【００８３】
このようにして製造された本発明の積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
【００８４】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態と共通の部分については、説明を省略する。本実施形態では、図１３に示すように、支持体２２が保持機能を有していてもよい。すなわち、支持体２２が合成樹脂から構成されるのではなく、たとえば、ステンレス等の金属からなる保持材であってもよい。この場合には、グリーンシートが形成される金属面は鏡面仕上げであることが好ましい。
【００８５】
（その他の実施形態）
その他の実施形態としては、図１４に示すように、支持体２２の端部に、グリーンシートの表面より高い突起部３０が形成されていてもよい。また、図１５に示すように、保持体２４の端部に、グリーンシートの表面より高い突起部３１が形成されていてもよい。このようにすることにより、遠心力印加時においてグリーンシート１４の移動を規制することができる。図１６に示すように、支持体２２が回転円の円周の円弧状であってもよい。この場合には、遠心力がグリーンシート１４に対して均一に印加されるため、上述した効果を均一に得ることができる。さらに、図１７に示すように、円筒状の部材３２に支持体２２が固定されている構成であってもよい。この場合でも上述の効果を得ることができる。
【００８６】
また、上述した実施形態では、本発明に係る製造方法により製造される電子部品として積層セラミックコンデンサを例示したが、本発明に係る製造方法により製造される電子部品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、上記の製造方法を用いるものであれば何でも良い。電子部品としては、チップバリスタ、その他の表面実装（ＳＭＤ）チップ型電子部品が例示される。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００８８】
実施例１
誘電体層用ペースト
まず、粒径０．１〜１μｍのＢａＴｉＯ３ 、（ＭｇＣＯ３ ）４ ・Ｍｇ（ＯＨ）２ ・５Ｈ２ Ｏ、ＭｎＣＯ３ 、ＢａＣＯ３ 、ＣａＣＯ３ 、ＳｉＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 等の粉末を準備する。これらの粉末を、焼成後に、ＢａＴｉＯ３ として１００モル％、ＭｇＯに換算して２モル％、ＭｎＯに換算して０．２モル％、ＢａＯに換算して３モル％、ＣａＯに換算して３モル％、ＳｉＯ２ に換算して６モル％、Ｙ２ Ｏ３ として２モル％の組成となるように秤量し、ボールミルにより１６時間湿式混合し、次いで、スプレードライヤーで乾燥させて誘電体原料とした。
【００８９】
この誘電体原料１００重量部と、ポリビニルブチラール６重量部、エタノール８０重量部、ｎ−プロパノール８０重量部、キシレン３０重量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ＤＧＭＥ）７０重量部、ミネラルスピリット７．５重量部、分散剤０．７重量部、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）３重量部、イミダゾリン系帯電除剤０．４重量部とをボールミルで混合してペースト化した。
【００９０】
内部電極層用ペースト
平均粒径０．３μｍのＮｉ粒子１００重量部と、有機ビヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブチルカルビトール９２重量部に溶解したもの）４０重量部およびブチルカルビトール１０重量部とを３本ロールにより混練し、ペースト化した。
【００９１】
外部電極用ペースト
平均粒径０．５μｍのＣｕ粒子１００重量部と、有機ビヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブチルカルビトール９２重量部に溶解したもの）３５重量部およびブチルカルビトール７重量部とを混練し、ペースト化した。
【００９２】
グリーンシートの作製
ドクターブレード法により、グリーンシート製造装置の支持体（ＰＥＴフィルム）上に上記誘電体層用ペーストを塗布して、厚さ１μｍの誘電体シートを得た。次に、得られた誘電体シート上に内部電極層用ペーストを塗布して、所定パターンの内部電極パターンを形成し、固化されていないグリーンシート（誘電体シート＋電極パターンシート）を作製した。
【００９３】
グリーンシートへの遠心力印加およびグリーンシートの固化
上記のグリーンシートに対して、表１に示す条件で、グリーンシート製造装置の遠心力印加装置により、遠心力を印加した。その際には、グリーンシート製造装置の加熱装置により８０℃でグリーンシートを固化・乾燥させた。なお、回転半径ｒは、５００ｍｍであった。また、このグリーンシートの形成長さＬは５０ｍｍであった。
【００９４】
得られたグリーンシート（誘電体シート＋電極パターンシート）について、誘電体シートにおけるセラミック原料粉末（誘電体原料）の充填率を測定した。また、誘電体シートについて、支持体側から０．５μｍの厚みの部分を下層部とし、０．５μｍから１μｍの厚みの部分を上層部として、それぞれについてセラミック原料粉末（誘電体原料）の充填率を測定した。そして、上層部に対する下層部の充填率（充填比率）を算出した。結果を表１に示す。
【００９５】
また、電極パターンシートについても、誘電体シートの場合と同様にして、導電性材料の充填率および充填比率を測定した。さらに、電極パターンシートに含まれるバインダ樹脂（エチルセルロース樹脂）についても、上層部に対する下層部の充填率（充填比率）を算出した。結果を表１に示す。
【００９６】
積層体の作製
次に、得られたグリーンシートを、次々と積層・圧着して、５０層の誘電体グリーンシート層を持つ積層体を得た。積層体を形成するために必要な最低の加圧時間を表１に示す。
【００９７】
積層セラミックコンデンサの作製
次に、得られた積層体を常法に従って切断、脱バインダ処理した後、還元雰囲気中で１２００℃、２時間焼成を行った。焼成後、再酸化を目的としてアニール処理を行い、コンデンサ素子本体を得た。
【００９８】
得られたコンデンサ素子本体の端面をサンドブラストにて研磨した後、上記外部電極用ペーストを前記端面に転写し、Ｎ２ ＋Ｈ２ 雰囲気中で８００℃にて１０分間焼成して外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサ試料を得た。
【００９９】
得られた積層セラミックコンデンサ試料は、誘電体層の１層あたりの厚さが１μｍ、内部電極層の厚さが１μｍで、サイズは、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．２ｍｍであった。
【０１００】
得られたコンデンササンプルに対して、以下の評価を行った。
【０１０１】
電極被覆率
電極被覆率は、積層セラミックコンデンサのサンプルを電極表面が露出するように切断し、その電極面をＳＥＭ観察し、画像処理することにより測定した。電極被覆率は、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上である。結果を表１に示す。
【０１０２】
耐圧不良
１００個のコンデンサ試料に対して、２０Ｖの電圧を印加して電流が１０ｍＡ以上流れた試料を耐圧不良とし、その不良個数を求め、全体個数に対するパーセンテージ（％）を算出した。結果を表１に示す。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
表１より、遠心力を印加することで、電極パターンシートの導電性材料の充填率が大きくなり、しかも、導電性材料が電極パターンシートの下層に存在する割合が大きくなることが確認できる。その結果、焼成後における電極被覆率が向上していることが確認できる。また、誘電体シートのセラミック原料粉末の充填率が大きくなり、しかも、セラミック原料粉末が誘電体シートの下層に存在する割合が大きくなることが確認できる。その結果、焼成後における誘電体層の耐圧不良も改善されていることが確認できる。
【０１０５】
さらには、電極パターンシートに含まれるバインダ樹脂が、電極パターンシートの上層に存在する割合が大きくなっていることが確認できる。その結果、グリーンシート（誘電体シート＋電極パターンシート）の積層性が向上するため、積層体を形成するために必要な加圧時間を減少させることができ、生産効率の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略図を示す。
【図２】図２はグリーンシートを形成する工程を示す概略図を示す。
【図３】図３は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図４】図４は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図を示す。
【図５】図５は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図を示す。
【図６】図６は遠心力印加後の誘電体シートの概略断面図を示す。
【図７】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図８】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図９】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１１】図１１（Ａ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部平面図、図１１（Ｂ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部正面図を示す。
【図１２】図１２は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１３】図１３は本発明の第２実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１４】図１４は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１５】図１５は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１６】図１６は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１７】図１７は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【符号の説明】
【０１０７】
２…積層セラミックコンデンサ
４…コンデンサ素体
６…外部電極
８…外部電極
１０…誘電体層
１０ａ…誘電体シート
１２…内部電極層
１２ａ…電極パターンシート
１４…グリーンシート
２０…グリーンシート製造装置
２２…支持体
２４…保持体
２６…回転軸
２８…グリーンシート固化装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック電子部品の製造方法およびグリーンシートの製造装置に係り、さらに詳しくは、誘電体層および電極層を薄層化した場合であっても、耐圧不良の改善および電極被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造方法に関する。また、本発明は、耐圧不良の改善および電極被覆率の向上を実現するために好適に用いられるグリーンシートを製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子部品の小型化に伴い、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品の小型化や大容量化が求められてきている。積層セラミックコンデンサの小型化および大容量化を実現するには、１層あたりの誘電体層厚みをできるだけ薄くし（薄層化）、所定サイズにおける誘電体層の積層数をできるだけ増やす（多層化）ことが重要である。
【０００３】
積層セラミックコンデンサの製造工程は以下のように示される。まず、内部電極層が形成された誘電体シートが複数用意される。そして、複数の誘電体シートを積層圧着し積層体とする。積層体はプレス、切断工程を経てセラミックグリーンチップとなる。得られたセラミックグリーンチップは、脱バインダ、焼成工程を経て、焼成体となり外部電極を形成しセラミック電子部品を得る。
【０００４】
誘電体シートを作製するには、まず、所定組成に調整されたセラミック原料粉末と、バインダ溶液とを互いに混合することによってセラミックスラリーを得る。その後、ドクターブレード法や、引上げ法、リバースロールコータなどを用いてセラミックスラリーを支持体としてのキャリアフィルム上に薄膜状にシート成形し、薄肉な誘電体シートとし、これを加熱乾燥することで形成される。
【０００５】
また、内部電極層の形成に用いられる内部電極ペーストは、ニッケル等の導電性材料（金属粉末）を有機バインダ及び有機溶剤等に分散させてペースト状にしたものである。内部電極層は電極ペーストをスクリーン印刷法やグラビア印刷法などを用いて、セラミック成形体表面または支持体上に印刷し、電極ペーストに含まれる有機溶剤を乾燥させることにより形成される。
【０００６】
ところで、近年、積層セラミックコンデンサをはじめとする種々の積層セラミック電子部品に対しては、他の電子素子に対するのと同様に、小型化、高性能化が求められるようになっている。そして、そのためには、積層セラミック電子部品の製造に用いられるセラミックグリーンシートを薄くすることが必要になり、近年は、その製造工程において、厚みが３μｍ以下の極めて薄い誘電体シートが要望されている。
【０００７】
しかしながら、誘電体シートの薄層化を進めると、誘電体シートに含まれる誘電体粉末（顔料）の充填性が悪化し、シートのキャリアフィルム側には空隙が存在する傾向にある。その結果、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて、耐圧不良が発生するという問題が生じている。
【０００８】
また、内部電極層の薄層化を進めると、電極に含まれる導電性材料の充填性が悪化し、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて、電極被覆率が低下する傾向にある。
【０００９】
また、誘電体シートまたは内部電極層の充填性が悪化すると、誘電体シートまたは内部電極層の表面側におけるバインダ樹脂が少なくなり、密着性が悪く、積層性が悪化する傾向にあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたものであって、誘電体層および電極層を薄層化した場合であっても、耐圧不良の改善および電極被覆層の被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的としている。さらに、本発明の別の目的は、耐圧不良の改善および電極被覆層の被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造に好適に用いられるグリーンシートの製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、
支持体の表面にグリーンシートを形成する工程と、
前記グリーンシートに対して、前記グリーンシートの厚み方向に、遠心力を加える工程と、を有する。
【００１２】
本発明において、「グリーンシート」は、特に制限されず、セラミック原料粉末を含む誘電体シート単独であってもよいし、導電性材料を含む電極パターンシート単独であってもよい。また、セラミックグリーンシートの表面に電極パターンが形成された積層体であってもよい。
【００１３】
好ましくは、遠心力を加える工程において、前記グリーンシートを固化させる。
【００１４】
好ましくは、前記グリーンシートの厚みが１μｍ以下である。
【００１５】
好ましくは、遠心力を加える際の遠心加速度が、５Ｇ以上３０００Ｇ以下である。
【００１６】
好ましくは、前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在するセラミック原料粉末の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在するセラミック原料粉末の前記上層部における充填率よりも大きい。
【００１７】
好ましくは、前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在する導電性材料の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在する導電性材料の前記上層部における充填率よりも大きい。
【００１８】
好ましくは、前記上層部に存在するバインダ樹脂の前記上層部における充填率が、前記下層部に存在するバインダ樹脂の前記下層部における充填率よりも大きい。
【００１９】
好ましくは、前記セラミック原料粉末として、主成分原料粉末に副成分原料をあらかじめ反応させている粉末を用いる。
【００２０】
好ましくは、前記導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆させている粉末を用いる。
【００２１】
本発明に係るグリーンシートの製造装置は
グリーンシートを形成するための支持体と、
前記グリーンシートに対して遠心力を加える手段と、を有する。
【００２２】
好ましくは、グリーンシートを固化させる手段をさらに有する。
【００２３】
好ましくは、前記支持体を複数有する。
【００２４】
好ましくは、前記支持体を、前記グリーンシートの厚み方向に平行な面で切断したときに、前記支持体の断面形状の少なくとも一部が円弧状である。
【００２５】
好ましくは、前記支持体が、前記グリーンシートが形成されることとなる面の延長面上に、前記グリーンシートが形成されない面を有している。
【００２６】
好ましくは、前記支持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している。
【００２７】
好ましくは、前記支持体が、前記グリーンシートの変形を防止する機能を有している。
【００２８】
好ましくは、前記支持体の変形を防止するための保持体をさらに有しており、
前記保持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るセラミック電子部品の製造方法では、支持体の表面にグリーンシートを形成した後、グリーンシートを固化させていない状態で、グリーンシートの厚み方向に遠心力を加える。グリーンシートが誘電体シートの場合には、遠心力が加わることにより、比較的に密度の大きいセラミック原料粉末が支持体側に集まるようになり、シート中の支持体側におけるセラミック原料粉末の充填性を向上させることができる。その結果、焼成後の積層セラミック電子部品における耐圧不良を改善することができる。
また、グリーンシートが電極パターンシートの場合には、遠心力が加わることにより、比較的に密度の大きい導電性材料が支持体側に集まるようになり、シート中の支持体側における導電性材料の充填性を向上させることができる。その結果、焼成後の積層セラミック電子部品において、電極被覆率を向上させることができる。
さらには、遠心力が作用した結果、グリーンシートの表面側には比較的に密度の小さいバインダ樹脂が多く存在することとなる。そのため、グリーンシートの積層の際には、グリーンシート同士の密着性が増し、スタック性を向上させることができる。
【００３０】
上記の作用効果は、遠心力を加える工程において、グリーンシートを固化させることで、さらに高めることができる。遠心力の作用により、支持体側に多く存在するようになったセラミック原料粉末（または導電性材料）を、固化させることで、容易にその状態で維持することができるからである。
【００３１】
また、遠心力を加える際の条件やセラミック原料粉末（または導電性材料）の状態を制御することによっても上記の作用効果を高めることができる。
【００３２】
本発明のグリーンシートの製造装置によれば、誘電体層および電極層を薄層化した場合であっても、耐圧不良の改善および電極層の被覆率の向上を実現でき、かつ、積層性を向上できる積層セラミック電子部品の製造に用いて好適なグリーンシートを得ることができる。特に、上記の積層セラミック電子部品の製造方法を効率的かつ効果的に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略断面図、
図２はグリーンシートを形成する工程を示す概略図、
図３は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図４は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図、
図５は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図、
図６は遠心力印加後の誘電体シートの概略断面図、
図７〜図１０は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図１１（Ａ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部平面図、図１１（Ｂ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部正面図、
図１２は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図１３は本発明の第２実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図、
図１４〜図１７は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図である。
【００３４】
（第１実施形態）
積層セラミックコンデンサの全体構成
まず、本発明に係る電子部品の一実施形態として、積層セラミックコンデンサの全体構成について説明する。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ２は、コンデンサ素体４と、外部電極６、８とを有する。コンデンサ素体４は、誘電体層１０と、内部電極層１２とを有し、誘電体層１０の間に、これらの内部電極層１２が交互に積層してある。交互に積層される一方の内部電極層１２は、コンデンサ素体４の一方の端部の外側に形成してある外部電極６の内側に対して電気的に接続してある。また、交互に積層される他方の内部電極層１２は、コンデンサ素体４の他方の端部の外側に形成してある外部電極８の内側に対して電気的に接続してある。
【００３６】
誘電体層１０の材質は、特に限定されず、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよび／またはチタン酸バリウムなどを主成分とする誘電体材料で構成される。各誘電体層１０の厚みは、特に限定されないが、数μｍ〜数百μｍのものが一般的である。特に本実施形態では、好ましくは１μｍ以下に薄層化されている。
【００３７】
内部電極層１２に含有される導電性材料は、特に限定されないが、Ｃｕ、Ｎｉおよびこれらの合金から選ばれる少なくとも１種で構成してあることが好ましく、より好ましくはＮｉまたはＮｉ合金である。ＮｉまたはＮｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、ＣｏおよびＡｌから選択される少なくとも１種の元素とＮｉとの合金が好ましく、合金中のＮｉ含有量は９５重量％以上であることが好ましい。なお、ＮｉまたはＮｉ合金中には、Ｐ、Ｆｅ、Ｍｇなどの各種微量成分が０．１重量％程度以下含まれていてもよい。
【００３８】
内部電極層１２の厚さは、用途などに応じて適宜決定すればよいが、通常１〜２μｍ程度である。ただし、特性上悪影響を及ぼすほどの電極の途切れが生じることがない範囲で薄い方が望ましい。特に本実施形態では、好ましくは１μｍ以下に薄層化されている。
【００３９】
外部電極６および８の材質も特に限定されないが、通常、銅や銅合金、ニッケルやニッケル合金などが用いられるが、銀や銀とパラジウムの合金なども使用することができる。端子電極６および８の厚みも特に限定されないが、通常１０〜５０μｍ程度である。
【００４０】
積層セラミックコンデンサ２の形状やサイズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよい。積層セラミックコンデンサ２が直方体形状の場合は、通常、縦（０．６〜５．６ｍｍ、好ましくは０．６〜３．２ｍｍ）×横（０．３〜５．０ｍｍ、好ましくは０．３〜１．６ｍｍ）×厚み（０．１〜１．９ｍｍ、好ましくは０．３〜１．６ｍｍ）程度である。
【００４１】
積層セラミックコンデンサの製造方法
次に、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ２を製造する方法の一例を説明する。
【００４２】
まず、焼成後に図１に示す誘電体層１０を形成するための誘電体層用ペーストと、焼成後に図１に示す内部電極層１２を形成するための内部電極層用ペーストを準備する。また、外部電極用ペーストも準備する。
【００４３】
誘電体層用ペーストは、セラミック原料粉末としての誘電体原料と有機ビヒクルとを混練して調製する。本実施形態で用いる誘電体原料としては、上述した誘電体材料を所定の組成比で秤量したものを用いる。
【００４４】
なお、上記の誘電体原料は、上記した酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができるが、その他、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。
【００４５】
本実施形態では、上記の誘電体原料として、主成分原料粉末（チタン酸バリウム粉末など）に副成分原料の少なくとも一部をあらかじめ反応させていることが好ましい。上記副成分としては、Ｒの酸化物、Ｍｎの酸化物、Ｖの酸化物、ＢａおよびＣａの酸化物、Ｓｉの酸化物を含有することが好ましい。上記Ｒの酸化物のＲは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕから選ばれる少なくとも１つの元素である。すなわちＲの酸化物は、希土類元素の酸化物である。あらかじめ反応させるための方法としては、仮焼き法などの固相法に限らず、シュウ酸塩法、水熱合成法、ゾルゲル法などの液相合成法でもよい。
【００４６】
また、誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に上記した誘電体磁器組成物の所望の組成となるように決定すればよい。
【００４７】
塗料化する前の状態で、誘電体原料の平均粒径は、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍ程度である。
【００４８】
有機ビヒクルは、バインダおよび溶剤を含有するものである。バインダとしては、例えばエチルセルロース、ポリビニルブチラール、アクリル樹脂などの通常の各種バインダを用いることができる。溶剤も、特に限定されるものではなく、テルピネオール、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、キシレン、エタノールなどの有機溶剤が用いられる。
【００４９】
誘電体層用ペーストは、誘電体原料と、水中に水溶性バインダを溶解させたビヒクルを混練して、形成することもできる。水溶性バインダは、特に限定されるものではなく、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、水溶性アクリル樹脂、エマルジョンなどが用いられる。
【００５０】
内部電極層用ペーストは、上述した各種導電性金属や合金からなる導電性材料あるいは焼成後に上述した導電性材料となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上述した有機ビヒクルとを混練して調製される。外部電極用ペーストも、この内部電極層用ペーストと同様にして調製される。
【００５１】
本実施形態では、上記の導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆されていることが好ましい。酸化物としては、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、などが挙げられ、有機金属化合物としては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒを含む有機金属化合物などが挙げられる。なお、必ずしも導電性金属粉末表面全体を被覆する連続層を形成していなくてもよく、酸化物または有機金属化合物が点在していてもよい。
【００５２】
各ペーストの有機ビヒクルの含有量は、特に限定されず、通常の含有量、例えば、バインダは１〜５重量％程度、溶剤は１０〜５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト中には必要に応じて分散剤、可塑剤等が含有されても良い。
【００５３】
次に、本発明の一実施形態に係るグリーンシートの製造装置を用いて、グリーンシートを製造する。本発明の一実施形態に係るグリーンシートの製造装置２０は、グリーンシートを形成するための支持体と、支持体を保持する保持体と、グリーンシートに対して遠心力を加える遠心力印加装置と、グリーンシート固化装置と、を備える。
【００５４】
本実施形態においては、まず、図２（Ａ）に示すように、上記の誘電体層用ペーストを、グリーンシートの製造装置の支持体２２にドクターブレード法等の公知の塗工方法により塗布して、グリーンシートとしての誘電体シート１０ａを得る。得られた誘電体シート１０ａは、塗布した直後の状態であり、少なくともシートの一部が固化されていない状態である。
【００５５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、上記の内部電極層用ペーストを、誘電体シート１０ａの表面に塗布して、誘電体シート１０ａの表面に内部電極パターン１２ａが形成されたグリーンシートを得る。得られた内部電極パターン１２ａも誘電体シート１０ａと同様に、塗布した直後の状態であり、シートの少なくとも一部が固化されていない状態である。
【００５６】
あるいは、図２（Ｃ）に示すように、上記の内部電極層用ペーストを、たとえば、接着層（図示省略）が形成されている支持体２２に塗布して、グリーンシートとしての電極パターンシート１２ａ（内部電極パターン）を得てもよい。そして、得られた電極パターンシート１２ａを、転写法等により、図２（Ａ）に示す誘電体シート１０ａに転写し、図２（Ｂ）に示す、誘電体シート１０ａの表面に内部電極パターン１２ａが形成されたグリーンシートが得られる。
【００５７】
なお、図２（Ｄ）に示すように、内部電極パターンが形成されていない誘電体シートの表面隙間１００（余白パターン部）に、内部電極パターンと実質的に同じ厚みの余白パターン１００ａを形成してもよい。余白パターンを形成するために用いるペーストの組成は、上記の誘電体層用ペーストの組成と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、図２（Ａ）〜（Ｄ）においては、支持体２２以外のグリーンシートの製造装置の図示は省略した。
【００５８】
次に、ペースト塗布直後の固化されていないグリーンシート（誘電体シート＋内部電極パターン）に対して、グリーンシートの製造装置の遠心力印加装置により、遠心力を印加する。
【００５９】
図３に示すように、グリーンシート１４が形成された支持体２２を保持体２４が保持している。本実施形態では、支持体２２は合成樹脂（ＰＥＴフィルムなど）から構成されているため、保持体２４で支持体２２を保持することにより、遠心力を印加する際に、支持体２２が変形してしまうことを防止する。その結果、グリーンシート１４の変形も防止することができる。
【００６０】
支持体２２および保持体２４には、回転軸２６の一端が固定されている。遠心力印加装置は、この回転軸２６の他端を中心にして、支持体２２および保持体２４を、たとえば、図３の矢印の方向に回転させることで、支持体２２上に形成されたグリーンシート１４に対して遠心力Ｆを印加することができる。
【００６１】
遠心力を加える際の遠心加速度は、好ましくは５〜３０００Ｇ、より好ましくは１０〜１０００Ｇである。遠心加速度が小さすぎると、本発明の効果が得がたくなる傾向にある。一方、遠心加速度は大きくなっても特に問題はないが、設備上の観点から、遠心加速度が上記の上限以下であることが好ましい。なお、「Ｇ」は重力加速度を１とした場合の加速度の単位であり、たとえば、３．０Ｇとは、重力加速度ｇの３．０倍、すなわち、２９．４ｍ／ｓ２を意味する。
【００６２】
また、遠心力を加える際の回転半径をｒとし、回転円の円周方向または接線方向における前記グリーンシートの成形長さをＬとしたときに、Ｌ≦πｒであり、かつ、ｒが５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることが好ましい。ｒが小さすぎると、グリーンシートの形成面積を大きくできない傾向にあることに加え、遠心力を大きくするために必要な回転数が大きくなりすぎる傾向にある。一方、ｒは大きくなっても特に問題はないが、設備上の観点から、ｒが上記の上限以下であることが好ましい。なお、図３では、支持体２２以外のグリーンシートの製造装置の図示は省略した。
【００６３】
本実施形態では、グリーンシートに対して遠心力を加える工程において、該グリーンシートを、グリーンシート固化装置により固化させる。図４に示すように、遠心力を印加する工程において、グリーンシート固化装置２８を用いて、グリーンシートを固化する。すなわち、遠心力を印加する工程とグリーンシートを固化する工程とを同一の工程において行う。その結果、生産効率を向上させることができ、かつ、後述する図６に示すグリーンシートの状態を容易に得ることができる。
【００６４】
グリーンシートを固化させる手段としては特に制限されないが、グリーンシート固化装置２８が、ヒーター等の加熱装置や紫外線等のエネルギー線を照射することで硬化させる装置であることが好ましい。
【００６５】
グリーンシート固化装置２８は、図４に示すように、グリーンシート１４の外周側に設置されていてもよいし、図５に示すように、グリーンシート１４の内周側に設置されていてもよい。
【００６６】
本実施形態のグリーンシートの製造装置を用いて、グリーンシートとしての誘電体シート１０ａに遠心力を印加した後の、誘電体シート１０ａの断面模式図を図６に示す。誘電体シートを図６に示す点線により、支持体側の下層部Ａおよび誘電体シートの表面側の上層部Ｂの上下２層に分けることができる。
【００６７】
図６に示すように、遠心力が印加されると、誘電体シート１０ａ中において、比較的密度の大きい誘電体原料粉末１１が支持体側、すなわち下層部に集まるようになる。逆に比較的に密度の小さいバインダ樹脂（図示省略）は、シートの表面側、すなわち上層部に集まるようになる。その結果、下層部の誘電体原料粉末１１の充填率が高くなり、従来発生していた支持体側の空隙を防止することができる。その結果、焼成後の積層セラミックコンデンサにおける耐圧不良を改善できる。また、充填率が高くなることにより、より薄いシートを形成することができる。
【００６８】
また、グリーンシートとしての内部電極パターンシートについても上記と同様に考えることができ、遠心力印加後においては、下層部に導電性材料が多くなり、上層部にはバインダ樹脂が多くなる。その結果、導電性材料の充填率が高くなるため、焼成後の積層セラミックコンデンサにおいて電極被覆率が高くなり、取得容量を向上させることができる。
【００６９】
さらには、グリーンシート（誘電体シート＋内部電極パターン）を積層する際には、グリーンシートの表面側にバインダ樹脂が多く存在しているため、積層時にグリーンシート同士の密着性が高くなり、スタック性（積層性）が向上する。
【００７０】
なお、セラミック原料粉末として、主成分原料粉末に副成分原料の少なくとも一部をあらかじめ反応させた粉末を用いることで、セラミック原料粉末の存在状態が不均一となることを防止することができる。導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆された粉末を用いる場合についても同様である。
【００７１】
本発明では、支持体に形成されたグリーンシートの厚み方向に遠心力が印加される態様であれば、支持体および回転軸の形状は特に制限されない。以下に、支持体および回転軸の形状について例示する。
【００７２】
図７に示すように、支持体２２および保持体２４に固定された回転軸２６が２本で構成されていてもよい。すなわち、回転軸２６の一端が支持体２２および保持体２４の両端部近傍に固定され、２本の回転軸の他端が回転の中心となっていてもよい。また、図８に示すように、支持体２２および保持体２４に固定された回転軸２６が略三角形状板であってもよい。すなわち、略三角形状板の一辺が支持体２２および保持体２４に固定され、この辺に対向する頂点が回転の中心となっていてもよい。
【００７３】
図９に示すように、保持体２４の一方の端部をグリーンシートの厚み方向に延長し、この延長部分を回転軸２６としてもよい。また、図１０に示すように、保持体２４の両端部をグリーンシートの厚み方向に延長し、この延長部分を回転軸２６としてもよい。この場合、グリーンシートの厚み方向に垂直な方向に回転軸２６を接続する軸２９を設け、図１０に示す方向に回転させる。図１０に示す場合において、グリーンシート固化装置２８を、図１１に示すように配置してもよい。この場合には、回転方向に対して垂直な方向から固化させることとなる。
【００７４】
また、生産効率を向上させるために、図１２に示すように、本発明に係るグリーンシートの製造装置が、複数の支持体２２を有していてもよい。
【００７５】
このようにして得られたグリーンシートを積層し、焼成後に誘電体層となる誘電体シートと、焼成後に内部電極層となる内部電極パターンと、が交互に積層された積層体を作製する。
【００７６】
次に、積層体を所定の寸法に切断してグリーンチップを得る。
【００７７】
次に、グリーンチップに対して脱バインダ処理を行う。脱バインダ処理は、通常の条件で行えばよいが、内部電極層の導電体材料にＮｉやＮｉ合金等の卑金属を用いる場合、特に下記の条件で行うことが好ましい。
雰囲気 ：加湿したＮ２ とＨ２ との混合ガス。
保持温度：２００〜４００℃、
保持時間：０．５〜２０時間、
昇温速度：５〜３００℃／時間。
【００７８】
次に、グリーンチップを焼成して焼結体を得る。焼成条件は、下記の条件が好ましい。
保持温度：１１００〜１３００℃、
保持時間：０．５〜８時間、
昇温速度：５０〜５００℃／時間、
冷却速度：５０〜５００℃／時間、
雰囲気：加湿したＮ２ とＨ２ との混合ガス等。
【００７９】
なお、焼成時の空気雰囲気中の酸素分圧は、１０−２Ｐａ以下、特に１０−２〜１０−８Ｐａにて行うことが好ましい。前記範囲を超えると、内部電極層が酸化する傾向にあり、また、酸素分圧があまり低すぎると、内部電極層の電極材料が異常焼結を起こし、途切れてしまう傾向にある。
【００８０】
次に、得られた焼結体を熱処理して、図1に示すコンデンサ素子本体４を得る。焼成後の熱処理は、保持温度または最高温度を、好ましくは１０００℃以上、さらに好ましくは１０００〜１１００℃として行う。熱処理時の保持温度または最高温度が、前記範囲未満では誘電体材料の酸化が不十分なために絶縁抵抗寿命が短くなる傾向にあり、前記範囲をこえると内部電極のＮｉが酸化し、容量が低下するだけでなく、内部電極が誘電体素地と反応してしまい、寿命も短くなる傾向にある。熱処理の際の酸素分圧は、焼成時の還元雰囲気よりも高い酸素分圧であり、好ましくは１０−３〜１Ｐａ、より好ましくは１０−２〜１Ｐａである。前記範囲未満では、誘電体層の再酸化が困難であり、前記範囲をこえると内部電極層が酸化する傾向にある。そして、そのほかの熱処理条件は下記の条件が好ましい。
保持時間：０〜６時間、
冷却速度：５０〜５００℃／時間、
雰囲気用ガス：加湿したＮ２ ガス等。
【００８１】
なお、Ｎ２ガスや混合ガス等を加湿するには、例えばウェッター等を使用すればよい。この場合、水温は０〜７５℃程度が好ましい。またグリーンチップの脱バインダ処理、焼成、および焼結体の熱処理は、それぞれを連続して行っても、独立に行ってもよい。
【００８２】
外部電極のめっき
コンデンサ素子本体４に対して、例えばバレル研磨、サンドブラスト等にて端面研磨を施し、外部電極用ペーストを焼きつけて外部電極６，８が形成され、図１の積層セラミックコンデンサ２が得られる。外部電極用ペーストの焼成条件は、例えば、加湿したＮ２ とＨ２ との混合ガス中で６００〜８００℃にて１０分間〜１時間程度とすることが好ましい。そして、必要に応じ、外部電極６，８上にめっき等を行うことによりパッド層を形成する。なお、外部電極用ペーストは、上記した内部電極層用ペーストと同様にして調製すればよい。
【００８３】
このようにして製造された本発明の積層セラミックコンデンサは、ハンダ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
【００８４】
（第２実施形態）
第２実施形態では、第１実施形態と共通の部分については、説明を省略する。本実施形態では、図１３に示すように、支持体２２が保持機能を有していてもよい。すなわち、支持体２２が合成樹脂から構成されるのではなく、たとえば、ステンレス等の金属からなる保持材であってもよい。この場合には、グリーンシートが形成される金属面は鏡面仕上げであることが好ましい。
【００８５】
（その他の実施形態）
その他の実施形態としては、図１４に示すように、支持体２２の端部に、グリーンシートの表面より高い突起部３０が形成されていてもよい。また、図１５に示すように、保持体２４の端部に、グリーンシートの表面より高い突起部３１が形成されていてもよい。このようにすることにより、遠心力印加時においてグリーンシート１４の移動を規制することができる。図１６に示すように、支持体２２が回転円の円周の円弧状であってもよい。この場合には、遠心力がグリーンシート１４に対して均一に印加されるため、上述した効果を均一に得ることができる。さらに、図１７に示すように、円筒状の部材３２に支持体２２が固定されている構成であってもよい。この場合でも上述の効果を得ることができる。
【００８６】
また、上述した実施形態では、本発明に係る製造方法により製造される電子部品として積層セラミックコンデンサを例示したが、本発明に係る製造方法により製造される電子部品としては、積層セラミックコンデンサに限定されず、上記の製造方法を用いるものであれば何でも良い。電子部品としては、チップバリスタ、その他の表面実装（ＳＭＤ）チップ型電子部品が例示される。
【実施例】
【００８７】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００８８】
実施例１
誘電体層用ペースト
まず、粒径０．１〜１μｍのＢａＴｉＯ３ 、（ＭｇＣＯ３ ）４ ・Ｍｇ（ＯＨ）２ ・５Ｈ２ Ｏ、ＭｎＣＯ３ 、ＢａＣＯ３ 、ＣａＣＯ３ 、ＳｉＯ２ 、Ｙ２ Ｏ３ 等の粉末を準備する。これらの粉末を、焼成後に、ＢａＴｉＯ３ として１００モル％、ＭｇＯに換算して２モル％、ＭｎＯに換算して０．２モル％、ＢａＯに換算して３モル％、ＣａＯに換算して３モル％、ＳｉＯ２ に換算して６モル％、Ｙ２ Ｏ３ として２モル％の組成となるように秤量し、ボールミルにより１６時間湿式混合し、次いで、スプレードライヤーで乾燥させて誘電体原料とした。
【００８９】
この誘電体原料１００重量部と、ポリビニルブチラール６重量部、エタノール８０重量部、ｎ−プロパノール８０重量部、キシレン３０重量部、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ＤＧＭＥ）７０重量部、ミネラルスピリット７．５重量部、分散剤０．７重量部、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）３重量部、イミダゾリン系帯電除剤０．４重量部とをボールミルで混合してペースト化した。
【００９０】
内部電極層用ペースト
平均粒径０．３μｍのＮｉ粒子１００重量部と、有機ビヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブチルカルビトール９２重量部に溶解したもの）４０重量部およびブチルカルビトール１０重量部とを３本ロールにより混練し、ペースト化した。
【００９１】
外部電極用ペースト
平均粒径０．５μｍのＣｕ粒子１００重量部と、有機ビヒクル（エチルセルロース樹脂８重量部をブチルカルビトール９２重量部に溶解したもの）３５重量部およびブチルカルビトール７重量部とを混練し、ペースト化した。
【００９２】
グリーンシートの作製
ドクターブレード法により、グリーンシート製造装置の支持体（ＰＥＴフィルム）上に上記誘電体層用ペーストを塗布して、厚さ１μｍの誘電体シートを得た。次に、得られた誘電体シート上に内部電極層用ペーストを塗布して、所定パターンの内部電極パターンを形成し、固化されていないグリーンシート（誘電体シート＋電極パターンシート）を作製した。
【００９３】
グリーンシートへの遠心力印加およびグリーンシートの固化
上記のグリーンシートに対して、表１に示す条件で、グリーンシート製造装置の遠心力印加装置により、遠心力を印加した。その際には、グリーンシート製造装置の加熱装置により８０℃でグリーンシートを固化・乾燥させた。なお、回転半径ｒは、５００ｍｍであった。また、このグリーンシートの形成長さＬは５０ｍｍであった。
【００９４】
得られたグリーンシート（誘電体シート＋電極パターンシート）について、誘電体シートにおけるセラミック原料粉末（誘電体原料）の充填率を測定した。また、誘電体シートについて、支持体側から０．５μｍの厚みの部分を下層部とし、０．５μｍから１μｍの厚みの部分を上層部として、それぞれについてセラミック原料粉末（誘電体原料）の充填率を測定した。そして、上層部に対する下層部の充填率（充填比率）を算出した。結果を表１に示す。
【００９５】
また、電極パターンシートについても、誘電体シートの場合と同様にして、導電性材料の充填率および充填比率を測定した。さらに、電極パターンシートに含まれるバインダ樹脂（エチルセルロース樹脂）についても、上層部に対する下層部の充填率（充填比率）を算出した。結果を表１に示す。
【００９６】
積層体の作製
次に、得られたグリーンシートを、次々と積層・圧着して、５０層の誘電体グリーンシート層を持つ積層体を得た。積層体を形成するために必要な最低の加圧時間を表１に示す。
【００９７】
積層セラミックコンデンサの作製
次に、得られた積層体を常法に従って切断、脱バインダ処理した後、還元雰囲気中で１２００℃、２時間焼成を行った。焼成後、再酸化を目的としてアニール処理を行い、コンデンサ素子本体を得た。
【００９８】
得られたコンデンサ素子本体の端面をサンドブラストにて研磨した後、上記外部電極用ペーストを前記端面に転写し、Ｎ２ ＋Ｈ２ 雰囲気中で８００℃にて１０分間焼成して外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサ試料を得た。
【００９９】
得られた積層セラミックコンデンサ試料は、誘電体層の１層あたりの厚さが１μｍ、内部電極層の厚さが１μｍで、サイズは、２．０ｍｍ×１．２ｍｍ×１．２ｍｍであった。
【０１００】
得られたコンデンササンプルに対して、以下の評価を行った。
【０１０１】
電極被覆率
電極被覆率は、積層セラミックコンデンサのサンプルを電極表面が露出するように切断し、その電極面をＳＥＭ観察し、画像処理することにより測定した。電極被覆率は、好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上である。結果を表１に示す。
【０１０２】
耐圧不良
１００個のコンデンサ試料に対して、２０Ｖの電圧を印加して電流が１０ｍＡ以上流れた試料を耐圧不良とし、その不良個数を求め、全体個数に対するパーセンテージ（％）を算出した。結果を表１に示す。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
表１より、遠心力を印加することで、電極パターンシートの導電性材料の充填率が大きくなり、しかも、導電性材料が電極パターンシートの下層に存在する割合が大きくなることが確認できる。その結果、焼成後における電極被覆率が向上していることが確認できる。また、誘電体シートのセラミック原料粉末の充填率が大きくなり、しかも、セラミック原料粉末が誘電体シートの下層に存在する割合が大きくなることが確認できる。その結果、焼成後における誘電体層の耐圧不良も改善されていることが確認できる。
【０１０５】
さらには、電極パターンシートに含まれるバインダ樹脂が、電極パターンシートの上層に存在する割合が大きくなっていることが確認できる。その結果、グリーンシート（誘電体シート＋電極パターンシート）の積層性が向上するため、積層体を形成するために必要な加圧時間を減少させることができ、生産効率の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの概略図を示す。
【図２】図２はグリーンシートを形成する工程を示す概略図を示す。
【図３】図３は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図４】図４は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図を示す。
【図５】図５は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の要部平面図を示す。
【図６】図６は遠心力印加後の誘電体シートの概略断面図を示す。
【図７】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図８】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図９】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１０】本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１１】図１１（Ａ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部平面図、図１１（Ｂ）は図１０に示すグリーンシートの製造装置の要部正面図を示す。
【図１２】図１２は本発明の第１実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１３】図１３は本発明の第２実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１４】図１４は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１５】図１５は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１６】図１６は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【図１７】図１７は本発明のその他の実施形態に係るグリーンシートの製造装置の支持体部の要部概略図を示す。
【符号の説明】
【０１０７】
２…積層セラミックコンデンサ
４…コンデンサ素体
６…外部電極
８…外部電極
１０…誘電体層
１０ａ…誘電体シート
１２…内部電極層
１２ａ…電極パターンシート
１４…グリーンシート
２０…グリーンシート製造装置
２２…支持体
２４…保持体
２６…回転軸
２８…グリーンシート固化装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体の表面にグリーンシートを形成する工程と、
前記グリーンシートに対して、前記グリーンシートの厚み方向に、遠心力を加える工程と、を有す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】
遠心力を加える工程において、前記グリーンシートを固化させることを特徴とする請求項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】
前記グリーンシートの厚みが１μｍ以下であることを特徴とする請求項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】
遠心力を加える際の遠心加速度が、５Ｇ以上３０００Ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在するセラミック原料粉末の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在するセラミック原料粉末の前記上層部における充填率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在する導電性材料の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在する導電性材料の前記上層部における充填率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記上層部に存在するバインダ樹脂の前記上層部における充填率が、前記下層部に存在するバインダ樹脂の前記下層部における充填率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記セラミック原料粉末として、主成分原料粉末に副成分原料をあらかじめ反応させている粉末を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆させている粉末を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項１０】
グリーンシートを形成するための支持体と、
前記グリーンシートに対して遠心力を加える手段と、を有するグリーンシートの製造装置。
【請求項１１】
前記グリーンシートを固化させる手段をさらに有する請求項１０に記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１２】
前記支持体を複数有する請求項１０または１１に記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１３】
前記支持体を、前記グリーンシートの厚み方向に平行な面で切断したときに、前記支持体の断面形状の少なくとも一部が円弧状である請求項１０〜１２のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１４】
前記支持体が、前記グリーンシートが形成されることとなる面の延長面上に、前記グリーンシートが形成されない面を有している請求項１０〜１３のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１５】
前記支持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している請求項１０〜１４のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１６】
前記支持体が、前記グリーンシートの変形を防止する機能を有している請求項１０〜１５のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１７】
前記支持体の変形を防止するための保持体をさらに有しており、
前記保持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している請求項１０〜１６のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１】
支持体の表面にグリーンシートを形成する工程と、
前記グリーンシートに対して、前記グリーンシートの厚み方向に、遠心力を加える工程と、を有す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】
遠心力を加える工程において、前記グリーンシートを固化させることを特徴とする請求項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】
前記グリーンシートの厚みが１μｍ以下であることを特徴とする請求項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】
遠心力を加える際の遠心加速度が、５Ｇ以上３０００Ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在するセラミック原料粉末の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在するセラミック原料粉末の前記上層部における充填率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項６】
前記グリーンシートを、前記グリーンシートの厚み方向に垂直な面で、２層に等分し、前記支持体側の層を下層部とし、前記グリーンシートの表面側の層を上層部とした場合に、
前記下層部に存在する導電性材料の前記下層部における充填率が、前記上層部に存在する導電性材料の前記上層部における充填率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項７】
前記上層部に存在するバインダ樹脂の前記上層部における充填率が、前記下層部に存在するバインダ樹脂の前記下層部における充填率よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項８】
前記セラミック原料粉末として、主成分原料粉末に副成分原料をあらかじめ反応させている粉末を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項９】
前記導電性材料として、導電性金属粉末表面を酸化物または有機金属化合物で被覆させている粉末を用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項１０】
グリーンシートを形成するための支持体と、
前記グリーンシートに対して遠心力を加える手段と、を有するグリーンシートの製造装置。
【請求項１１】
前記グリーンシートを固化させる手段をさらに有する請求項１０に記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１２】
前記支持体を複数有する請求項１０または１１に記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１３】
前記支持体を、前記グリーンシートの厚み方向に平行な面で切断したときに、前記支持体の断面形状の少なくとも一部が円弧状である請求項１０〜１２のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１４】
前記支持体が、前記グリーンシートが形成されることとなる面の延長面上に、前記グリーンシートが形成されない面を有している請求項１０〜１３のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１５】
前記支持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している請求項１０〜１４のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１６】
前記支持体が、前記グリーンシートの変形を防止する機能を有している請求項１０〜１５のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【請求項１７】
前記支持体の変形を防止するための保持体をさらに有しており、
前記保持体が、前記支持体の面上における前記グリーンシートの移動を規制する機能を有している請求項１０〜１６のいずれかに記載のグリーンシートの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００９−２２４７１３（Ｐ２００９−２２４７１３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７００６１（Ｐ２００８−７００６１）
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１８日（２００８．３．１８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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