JP2000276944A - 導電性ペースト及びそれを用いたセラミック電子部品の製造方法 - Google Patents
導電性ペースト及びそれを用いたセラミック電子部品の製造方法Info
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Abstract
リーンシート面に熱転写する方法で、内部構造欠陥の発
生を抑制し、安定した電気的特性を有するセラミック電
子部品の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 金属粉末、有機バインダー、可塑剤から
なる内部電極層2としての導電層をベースフィルム6面
に塗工、形成に用いる導電性ペーストとして、有機バイ
ンダーと可塑剤との比率を100対60〜100とし、
これに適量の有機溶剤を加えた導電性ペーストを用い
る。
Description
機の電子チューナ、液晶テレビ、携帯電話等の各種電気
製品に広く利用される導電性ペースト及びそれを用いた
セラミック電子部品の製造方法に関するものである。
て積層セラミックコンデンサを示した。図において、1
は誘電体セラミック層、2は内部電極層、3は外部電極
である。
法をセラミック電子部品の代表である積層セラミックコ
ンデンサの製造方法を例に説明する。
法は、先ず、チタン酸バリウム等の誘電体材料粉末にバ
インダ成分としてポリビニルブチラール、可塑剤成分と
してベンジルブチルフタレート、溶剤成分として酢酸ブ
チルを加えて混合し、スラリー化した後ドクターブレー
ド法を用いてPET等のベースフィルム上にスラリーを
塗工乾燥し、厚み5〜50μmの誘電体セラミック1用
のセラミックグリーンシートを作製する。
ィルム上に、ニッケルを主成分とする導電体ペーストを
用いて印刷法により複数個の厚さ2〜4μmの内部電極
層2を並設する。内部電極層2の厚みが薄い場合には、
その後の積層セラミックコンデンサの焼成時に内部電極
層2が収縮し部分的に不連続な状態となり、静電容量の
低下を招く惧れがあるために少なくとも2μm以上塗工
する必要がある。
極層2をセラミックグリーンシート面に熱転写を行う。
熱転写したセラミックグリーンシートを複数層積層加圧
し積層グリーンブロック(図示せず)を作製する。尚、
セラミックグリーンシートの積層は、一層ごと交互に転
写した内部電極層2の長手方向に所定寸法ずらして行
う。
に切断した後、所定条件で焼成し焼結体を作製する。焼
結体はその長手方向の両端面には内部電極層2が誘電体
セラミック層1を挟んで一層おきに相対する異なる端面
に露出した構成となっている。
端面に外部電極3を設け積層セラミックコンデンサを完
成させる。例えば、特公平5−25381号公報にその
方法が開示されている。
フィルム上に塗工した内部電極層2をセラミックグリー
ンシート面に熱転写する際、内部電極層2がセラミック
グリーンシート面に完全に転写されないことがあり、こ
の場合焼結体内で内部電極層2が不連続的な状態とな
り、設計どおりの静電容量が得られない。また、内部電
極層2を熱転写した後、ベースフィルムを剥離する際に
内部電極層2がベースフィルムに付着した状態の場合、
その付着部分にセラミックグリーンシートが接着、引剥
がされ、その部分の誘電体セラミック層1が欠落し焼結
体で内部電極層2どうしの短絡不良や、焼結体のヒビや
構造欠陥の発生原因となることがある。
から内部電極層をセラミックグリーンシート面に確実に
熱転写させることを可能とする導電性ペーストを用い内
部電極層をベースフィルム上に塗工したものを用いるこ
とにより、構造欠陥等の発生のない電気的特性が安定し
たセラミック電子部品の製造方法を提供するものであ
る。
めに本発明は、金属粉末に有機バインダーと可塑剤と有
機溶剤とを混合し、かつ有機バインダーと可塑剤の混合
比率を100対60〜100の範囲に制御した導電性ペ
ーストを用い、これをベースフィルム面に塗工、乾燥し
た内部電極層をグリーンシート面に熱転写するものであ
り、この導電性ペーストを用いることにより塗工された
内部電極層がベースフィルムからの剥離性が良好となり
所期の目的を達成することが可能となるものである。
る内部電極用の導電性ペーストは、これに含まれる有機
バインダーの弾性率やガラス転移点を低下させ、印刷、
成形性を確保するため可塑剤を添加する場合があるが、
単に印刷、成形性を良くするには、用いる有機バインダ
ーの種類によって異なるが、有機バインダー100に対
して可塑剤の比率は50以下である。本発明の導電性ペ
ーストは有機バインダー100に対し60以上の可塑剤
を混合したものを用いることにより、ベースフィルムか
らの内部電極層の剥離性を向上させ、確実にセラミック
グリーンシート面に熱転写が可能となる。即ち、多量の
可塑剤が有機バインダー分子の表面に吸着されることに
より、ベースフィルム面と塗工した内部電極層中の有機
バインダーとの間に働く分子間吸着力を低下させ、その
接着力を弱めるため、ベースフィルムからの剥離が容易
となり熱転写を確実に行うことができるというメカニズ
ムに基づいているものである。
は、金属粉末、有機バインダー、可塑剤からなる導電層
をベースフィルム面に塗工、形成に用いる導電性ペース
トにおいて、有機バインダーと可塑剤との比率を100
対60〜100とし、これに適量の有機溶剤を加えたこ
とを特徴とする導電性ペーストであり、導電性ペースト
の有機バインダー100に対して可塑剤を60〜100
混合したものを用いることにより、多量の可塑剤が有機
バインダー分子の表面に吸着され、ベースフィルム面と
塗工形成した内部電極層中の有機バインダーとの間に働
く分子間吸着力を低下させ、その接着力を弱めるため、
ベースフィルムからの剥離が容易となり熱転写を確実に
行うことができるという作用を有するものである。
にフタル酸エステル系材料を用いる請求項1に記載の導
電性ペーストであり、他の一般的な可塑剤に比べベフタ
ル酸エステル系の可塑剤はベースフィルム上に塗工形成
された導電層に含まれる有機バインダーとベースフィル
ムとの分子間吸着力を更に弱め、ベースフィルムから導
電層の剥離を容易にする効果が大きい。
ック粉末、有機バインダー、可塑剤から成るスラリーか
らセラミックグリーンシートを作製する工程と、フィル
ム上に請求項1または請求項2に記載の導電性ペースト
を塗工し導電層を形成する工程と、前記セラミックグリ
ーンシートに前記導電体層を熱転写する工程とを有し、
導電体層を熱転写したセラミックグリーンシートを複数
積層し積層体グリーンブロックを作製するセラミック電
子部品の製造方法であり、ベースフィルム面に塗工形成
した熱転写性に優れた導電層を確実にグリーンシート面
に熱転写することにより、構造欠陥の発生を抑制した、
安定した電気的特性のセラミック電子部品を得ることが
可能となる。
を塗工形成するフィルムの臨界表面張力が導電性ペース
トの表面張力より大きい材料を用いる請求項3に記載の
セラミック電子部品の製造方法であり、これによりベー
スフィルム面への導電性ペーストの濡れ性が良くなり、
導電層の塗工形成時に導電性ペーストのはじきがなく正
確な寸法の導電層をベースフィルム上に形成することが
容易となる。
電子部品の代表例として積層セラミックコンデンサを用
い、図面を参照しながら説明する。
に塗工形成した内部電極層2の断面図、図3はベースフ
ィルム5面に形成した誘電体セラミック層セラミックグ
リーンシート4の断面図である。尚、図2は積層セラミ
ックコンデンサの完成品は従来例と同様であるためこれ
を流用する。
先ず、チタン酸バリウム等の誘電体材料粉末に、バイン
ダ成分としてポリビニルブチラール、可塑剤成分として
ベンジルブチルフタレート、溶剤成分として酢酸ブチル
を加えて混合してスラリー化した後、ドクターブレード
法を用いてPET製のベースフィルム5面にスラリーを
塗工乾燥し、厚み9μmの誘電体セラミック層1用のセ
ラミックグリーンシート4を作製する。
ルム6面に、ニッケルを主成分とする導電性ペーストを
スクリーン印刷法により複数個の厚さ2.5μmの内部
電極層2を並設塗工した後、乾燥を行う。内部電極層2
の厚みが薄い場合には、その後の積層セラミックコンデ
ンサの焼成時に内部電極層2が収縮し部分的に不連続な
状態となり、静電容量の低下を招く惧れがあるために本
実施の形態では2.5μmの厚さに塗工した。尚、導電
ペーストはニッケル粉末100重量部、有機バインダー
としてエチルセルロース6重量部、可塑剤として(表
1)に示す材料をエチルセルロースに対し0〜100重
量部、有機溶剤として脂肪族ナフサ、テルピネオールの
混合物を60重量部を混合したものを用いた。
力が35dyne/cmで、各々の導電ペーストの表面張力よ
り大きいものを用いた。これにより導電ペーストの印刷
時に、ベースフィルム6面に精度良く内部電極層2が塗
工形成できるように配慮した。導電ペーストの表面張力
がベースフィルム6の臨界表面張力より大きくなると、
導電ペーストとベースフィルム6との濡れ性が低下し、
印刷時にはじきが発生し、精度良く内部電極層2を塗工
することができなくなる。
ースフィルム6面に塗工形成したそれぞれの組成の内部
電極層2を85℃、12MPaの圧力で熱転写を行う。
したセラミックグリーンシート4を剥がし複数枚積層加
圧して上部、下部、無効層(図示せず)を作製する。
層目のセラミックグリーンシート4を積層加圧し、続い
て第二層目の内部電極層2を印刷したセラミックグリー
ンシート4を第一層目の内部電極層2の長手方向に所定
寸法ずらして積層加圧する。更に第三層目の内部電極層
2を印刷したセラミックグリーンシート4を第一層目の
内部電極の真上に重なるようにして積層加圧し、またそ
の上に第四層目の内部電極層2を印刷したセラミックグ
リーンシート4を積層加圧する。このようにして順次、
内部電極層2を印刷したセラミックシート14を一層ご
と交互に所定寸法ずらしながら100層積層した後、最
後に上部無効層を積層加圧して複数層積層加圧した積層
グリーンブロック(図示せず)を作製する。
寸法が長さ3.1×幅1.5mmとなるように切断しグ
リーンチップ(図示せず)を作製する。得られたグリー
ンチップはその長手方向の両端面には内部電極層2がセ
ラミックグリーンシート4を挟んで一層おきに相対する
異なる端面に交互に露出した構成となっている。
温度で脱脂を行った後、グリーンガスからなる還元雰囲
気中1300℃の温度で焼成を行い焼結体(図示せず)
を得る。還元雰囲気中で焼成するのは内部電極層2にニ
ッケルを用いているため、その酸化するのを防止する目
的からである。また得られた焼結体の誘電体セラミック
層1の厚みは5μm、内部電極層2の厚みは1.8μm
であった。
極層2と電気的に接続するように、焼結体端部に銅を主
成分とする外部電極3を形成し、図2に示す積層セラミ
ックコンデンサを完成させる。
サの静電容量と、焼結体の外観、内部構造欠陥の発生状
況およびセラミックグリーンシート4面に内部電極層2
の熱転写性として内部電極層2をセラミックグリーンシ
ート4面に熱転写した時、セラミックグリーンシート4
面に転写された内部電極層2の重量と残存した内部電極
層2の重量で評価を行い、その結果を併せて(表1)に
示した。
酸エステル系(ジブチルフタレート、ベンジルブチルフ
タレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート)を使用
し、その添加量を有機バインダー100に対し60以上
とした導電ペーストは転写がほぼ確実に行われている
が、60より少ない場合は、転写性が低下し静電容量が
低く、また内部構造欠陥が多発している。一方、フタル
酸エステル以外のリン酸トリクレシル、オレイン酸ブチ
ルは添加量が多くなるに従って転写性が向上するが十分
満足できるものではない。この結果から、導電ペースト
中の可塑剤の種類およびバインダーに対する添加量を制
御することにより、セラミックグリーンシート4面への
転写性を確保することができることが明らかとなる。こ
れにより内部電極層2の転写不良による静電容量の低下
及び焼結体の内部構造欠陥の発生を抑制し、安定した特
性の積層セラミックコンデンサを歩留まり良く生産する
のに多大な効果がある。
デンサを例に示したが、積層工程を有する一般的なセラ
ミック電子部品の積層バリスタや積層コイル、多層基板
等の製造方法にも十分に適用することができる。
インダー、可塑剤からなる導電層をベースフィルム面に
塗工、形成に用いる導電性ペーストにおいて、有機バイ
ンダーと可塑剤との比率を100対60〜100とし、
これに適量の有機溶剤を加えて構成した導電性ペースト
を用いることにより、ベースフィルム面に塗工形成した
導電層をセラミックグリーンシートに効率よく熱転写さ
せることが可能となる。この結果、積層工程を有するセ
ラミック電子部品を歩留まり良く生産することが可能と
なる。
るベースフィルム面に形成した導電層の断面図
サの断面図
ク層のセラミックグリーンシートの断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 金属粉末、有機バインダー、可塑剤から
なる導電層をベースフィルム面に塗工、形成に用いる導
電性ペーストにおいて、有機バインダーと可塑剤との比
率を100対60〜100とし、これに適量の有機溶剤
を加えた導電性ペースト。 - 【請求項2】 可塑剤にフタル酸エステル系材料を用い
る請求項1に記載の導電性ペースト。 - 【請求項3】 セラミック粉末、有機バインダー、可塑
剤から成るスラリーからセラミックグリーンシートを作
製する工程と、フィルム上に請求項1または請求項2に
記載の導電性ペーストを塗工し導電層を形成する工程
と、前記セラミックグリーンシートに前記導電層を熱転
写する工程とを有し、導電層を熱転写したセラミックグ
リーンシートを複数積層し積層体グリーンブロックを作
製するセラミック電子部品の製造方法。 - 【請求項4】 導電層を塗工するフィルムの臨界表面張
力が導電性ペーストの表面張力より大きい材料を用いる
請求項3に記載のセラミック電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08113699A JP3603655B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | 導電性ペースト及びそれを用いたセラミック電子部品の製造方法 |
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-
1999
- 1999-03-25 JP JP08113699A patent/JP3603655B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US9697954B2 (en) | 2012-09-25 | 2017-07-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Method for forming pattern |
| WO2021125576A1 (ko) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극용 무기물층 코팅용 테이프 및 이의 제조방법 |
| CN114846099A (zh) * | 2019-12-18 | 2022-08-02 | 株式会社Lg新能源 | 用于电极用无机层的涂布胶带及其制造方法 |
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