JP4978518B2 - Manufacturing method of multilayer ceramic electronic component - Google Patents
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Description
本発明は、積層セラミック電子部品の製造方法に係り、さらに詳しくは、グリーンシートを薄層化した場合であっても、シート積層性およびシート接着性を良好にすることができる積層セラミック電子部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component, and more specifically, a multilayer ceramic electronic component capable of improving sheet lamination and sheet adhesion even when a green sheet is thinned. It relates to a manufacturing method.
積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサは、通常、キャリアシート上に誘電体ペーストを用いてドクターブレード法などによりセラミックグリーンシートを形成し、この上に内部電極形成用の内部電極ペーストを所定パターンで印刷し、乾燥させて内部電極パターンを形成する。その後、キャリアシートからセラミックグリーンシートを剥離し、これを所望の層数まで積層する。 In a multilayer ceramic capacitor as an example of a multilayer ceramic electronic component, a ceramic green sheet is usually formed on a carrier sheet using a dielectric paste by a doctor blade method or the like, and an internal electrode paste for forming an internal electrode is formed thereon. The pattern is printed and dried to form an internal electrode pattern. Thereafter, the ceramic green sheet is peeled off from the carrier sheet and laminated to a desired number of layers.
ここで、積層前にセラミックグリーンシートをキャリアシートから剥離する方法(シート法)と、積層圧着後にキャリアシートを剥離する方法(印刷法)の2種類の積層法が知られているが、両者ともに大きな違いはない。最後にこの積層体をチップ状に切断してグリーンチップが作成される。これらのグリーンチップを焼成後、外部電極を形成し積層セラミックコンデンサが得られる。 Here, two types of lamination methods are known: a method of peeling the ceramic green sheet from the carrier sheet before lamination (sheet method) and a method of peeling the carrier sheet after lamination pressure bonding (printing method). There is no big difference. Finally, this laminate is cut into chips to produce green chips. After firing these green chips, external electrodes are formed to obtain a multilayer ceramic capacitor.
ところで近年、電子機器の軽薄短小化が進んできている。これに伴い、その電子機器に使用される積層セラミックコンデンサにおいても、より一層の小型化・高容量化が進められている。積層セラミックコンデンサを小型化・高容量化するために最も効果的な方法は、内部電極と誘電体層を双方ともに可能な限り薄くし(薄層化)、かつそれらを可能な限り多く積層する(多層化)ことである。 By the way, in recent years, electronic devices are becoming lighter, thinner and shorter. Along with this, further downsizing and higher capacity are being promoted also in the multilayer ceramic capacitor used in the electronic device. The most effective way to reduce the size and increase the capacity of multilayer ceramic capacitors is to make both internal electrodes and dielectric layers as thin as possible (thinner layers) and stack them as much as possible ( Multi-layered).
しかしながら、特にセラミックグリーンシートの薄層化を進めた場合、セラミックグリーンシート上に印刷された内部電極ペースト中の溶剤が、セラミックグリーンシート中の有機バインダを膨潤または溶解させる、いわゆる「シートアタック」現象が問題となる。すなわち、「シートアタック」現象が生じると、セラミックグリーンシートにしわや穴、亀裂などが発生し、最終物たる積層セラミック電子部品に、ショート不良や層間剥離現象(デラミネーション)が発生してしまう。この「シートアタック」現象を防止するために、互いのバインダを非相溶である組合せとしている。たとえば、特許文献1では、誘電体ペーストに含まれる有機バインダとしてポリビニルブチラール樹脂を使用し、内部電極ペーストに含まれる有機バインダとしてエチルセルロースを使用している。 However, especially when the ceramic green sheet is made thinner, the solvent in the internal electrode paste printed on the ceramic green sheet causes the organic binder in the ceramic green sheet to swell or dissolve, so-called “sheet attack” phenomenon Is a problem. That is, when the “sheet attack” phenomenon occurs, wrinkles, holes, cracks, and the like occur in the ceramic green sheet, and short circuit defects and delamination phenomena (delamination) occur in the final multilayer ceramic electronic component. In order to prevent this “sheet attack” phenomenon, the binders are incompatible with each other. For example, in Patent Document 1, polyvinyl butyral resin is used as the organic binder contained in the dielectric paste, and ethyl cellulose is used as the organic binder contained in the internal electrode paste.
また、グリーンシートに含まれる有機バインダ樹脂と、内部電極ペーストに含まれるエチルセルロースとの接着性を向上させるために、特許文献2および3では、内部電極ペーストにロジン等の粘着付与剤を含有させている。
In order to improve the adhesion between the organic binder resin contained in the green sheet and the ethyl cellulose contained in the internal electrode paste, in
しかしながら、上記のようにグリーンシートに含まれるバインダ樹脂と、内部電極ペーストに含まれるバインダ樹脂とが非相溶である場合には、同時に、接着性が悪化する。このような場合における、粘着付与剤については、ほとんど検討されておらず、生産性の悪化を招いていた。
本発明の目的は、セラミックグリーンシートの厚みを薄層化し、セラミックグリーンシートの強度が弱くなった場合、さらには、グリーンシートおよび内部電極パターン層に含まれるそれぞれのバインダが非相溶の組み合わせである場合であっても、グリーンシートの積層性および接着性を良好にし、焼成後のクラックなどを有効に防止することが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である。 The object of the present invention is to reduce the thickness of the ceramic green sheet and reduce the strength of the ceramic green sheet. Further, the binder contained in each of the green sheet and the internal electrode pattern layer is an incompatible combination. Even if it exists, it is providing the manufacturing method of the laminated ceramic electronic component which can make the lamination property and adhesiveness of a green sheet favorable, and can prevent the crack after baking, etc. effectively.
本発明者等は、内部電極パターン層およびグリーンシートに含まれるそれぞれのバインダとして、非相溶であるエチルセルロースとブチラール樹脂とを組み合わせた場合、内部電極パターン層およびグリーンシートの接着性を向上させるためには、ブチラール樹脂の重合度により、特定の粘着付与剤として用いる必要があることを見出し、本発明を完成させるに至った。 In order to improve the adhesion between the internal electrode pattern layer and the green sheet when the incompatible ethyl cellulose and butyral resin are combined as the binder contained in the internal electrode pattern layer and the green sheet, the present inventors The present inventors have found that it is necessary to use as a specific tackifier depending on the degree of polymerization of the butyral resin, and have completed the present invention.
すなわち、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、
セラミック粉体とブチラール樹脂とを含むセラミックグリーンシートと、所定パターンの内部電極パターン層と、を交互に複数重ねて、グリーンセラミック積層体を得る工程を有する積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記ブチラール樹脂の重合度が、1000〜2400であって、
前記内部電極パターン層を形成するための内部電極ペーストが、導電体粉末と、有機バインダと、を有しており、
前記有機バインダは、エチルセルロースと、粘着付与剤としてのガムロジン、ロジングリセリンエステルおよび脂環族石油樹脂から選ばれる少なくとも1つと、を有しており、
前記有機バインダが、前記導電体粉末100重量部に対して、2重量部超9重量部未満含有され、前記有機バインダの含有量に対する前記粘着付与剤の含有比率が、5〜50重量%であることを特徴とする。
That is, the method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to the present invention includes:
A method for producing a multilayer ceramic electronic component comprising a step of alternately stacking a plurality of ceramic green sheets containing ceramic powder and butyral resin and a predetermined pattern of internal electrode pattern layers to obtain a green ceramic laminate,
The degree of polymerization of the butyral resin is 1000-2400,
The internal electrode paste for forming the internal electrode pattern layer has a conductor powder and an organic binder,
The organic binder has ethyl cellulose and at least one selected from gum rosin, rosin glycerin ester and alicyclic petroleum resin as a tackifier,
The organic binder is contained in an amount of more than 2 parts by weight and less than 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder, and the content ratio of the tackifier with respect to the content of the organic binder is 5 to 50% by weight. It is characterized by that.
セラミックグリーンシートに含まれるブチラール樹脂と、内部電極パターン層に含まれるエチルセルロースとは、非相溶の関係にあり、いわゆる「シートアタック」は生じない。しかしながら、ブチラール樹脂を含むグリーンシートと、エチルセルロースを含む内部電極パターン層とは接着性が悪く、積層時に積層不良を生じてしまう。さらに、支持体からの剥離不良を防止するためには、グリーンシート自体の強度を維持する必要があり、そのため、バインダ樹脂として高重合度のブチラール樹脂が使用される。 The butyral resin contained in the ceramic green sheet and the ethyl cellulose contained in the internal electrode pattern layer are incompatible with each other, and so-called “sheet attack” does not occur. However, the green sheet containing a butyral resin and the internal electrode pattern layer containing ethyl cellulose have poor adhesion, resulting in poor lamination during lamination. Furthermore, in order to prevent the peeling failure from the support, it is necessary to maintain the strength of the green sheet itself. For this reason, a highly polymerized butyral resin is used as the binder resin.
本発明では、粘着付与剤として、内部電極ペーストにガムロジン、ロジングリセリンエステルおよび脂環族石油樹脂から選ばれる少なくとも1つを上記の比率で含有させる。このようにすることで、上記の粘着付与剤が、高重合度のブチラール樹脂およびエチルセルロースに相溶し、その結果、グリーンシートと内部電極パターン層との接着性を良好にし、シート積層性(スタック性)を向上させることができる。しかも、このような粘着付与剤を含有させることにより、焼成温度の高いエチルセルロースの含有量を減らすことができるため、脱バインダが容易となる。 In the present invention, as the tackifier, the internal electrode paste contains at least one selected from gum rosin, rosin glycerin ester and alicyclic petroleum resin in the above ratio. By doing so, the above-mentioned tackifier is compatible with a high polymerization degree butyral resin and ethyl cellulose. As a result, the adhesion between the green sheet and the internal electrode pattern layer is improved, and the sheet stackability (stack) Property) can be improved. In addition, by including such a tackifier, the content of ethyl cellulose having a high firing temperature can be reduced, so that the binder removal is facilitated.
好ましくは、前記ブチラール樹脂が、前記セラミック粉体100重量部に対して、5重量部超10重量部未満含有されている。 Preferably, the butyral resin is contained more than 5 parts by weight and less than 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder.
好ましくは、前記エチルセルロースの重量平均分子量が、190000以上250000未満である。 Preferably, the weight average molecular weight of the ethyl cellulose is 190,000 or more and less than 250,000.
好ましくは、前記エチルセルロースのエトキシル基含有率が、46.1重量%超52.0重量%未満、より好ましくは48.0〜49.5重量%である。 Preferably, the ethyl cellulose has an ethoxyl group content of more than 46.1% by weight and less than 52.0% by weight, more preferably 48.0 to 49.5% by weight.
好ましくは、前記ブチラール樹脂のブチラール化度が、55モル%超77モル%未満である。 Preferably, the degree of butyralization of the butyral resin is more than 55 mol% and less than 77 mol%.
エチルセルロースおよびブチラール樹脂の特性を上記の範囲とすることにより、本発明の効果をさらに高めることができる。 By making the characteristics of ethyl cellulose and butyral resin within the above ranges, the effects of the present invention can be further enhanced.
また、本発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、
セラミック粉体とブチラール樹脂とを含むセラミックグリーンシートと、所定パターンの内部電極パターン層と、を交互に複数重ねて、グリーンセラミック積層体を得る工程を有する積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記ブチラール樹脂の重合度が、1000〜2400であり、
前記ブチラール樹脂のブチラール化度が、55モル%超63モル%以下であり、
前記内部電極パターン層を形成するための内部電極ペーストが、導電体粉末と、有機バインダと、を有しており、
前記有機バインダは、エチルセルロースと、粘着付与剤としてのテルペンフェノールと、を有しており、
前記有機バインダが、前記導電体粉末100重量部に対して、2重量部超9重量部未満含有され、前記有機バインダの含有量に対する前記粘着付与剤の含有比率が、5〜50重量%であることを特徴とする。
In addition, a method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to the present invention includes:
A method for producing a multilayer ceramic electronic component comprising a step of alternately stacking a plurality of ceramic green sheets containing ceramic powder and butyral resin and a predetermined pattern of internal electrode pattern layers to obtain a green ceramic laminate,
The degree of polymerization of the butyral resin is 1000-2400,
The butyral degree of butyral resin is more than 55 mol% and 63 mol% or less,
The internal electrode paste for forming the internal electrode pattern layer has a conductor powder and an organic binder,
The organic binder has ethyl cellulose and terpene phenol as a tackifier,
The organic binder is contained in an amount of more than 2 parts by weight and less than 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder, and the content ratio of the tackifier with respect to the content of the organic binder is 5 to 50% by weight. It is characterized by that.
本発明に係る方法により製造される積層セラミック電子部品としては、特に限定されないが、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックLC部品、多層セラミック基板等が例示される。 The multilayer ceramic electronic component manufactured by the method according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a multilayer ceramic capacitor, a multilayer ceramic inductor, a multilayer ceramic LC component, and a multilayer ceramic substrate.
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断面図、
図2(A)〜図2(C)は図1に示す積層セラミックコンデンサの製造工程の一部を示す要部断面図、
図3(A)および図3(B)は、図2(A)〜(C)に示す製造工程の続きを示す要部断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
2 (A) to 2 (C) are main part cross-sectional views showing a part of the manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor shown in FIG.
3 (A) and 3 (B) are cross-sectional views of the main part showing the continuation of the manufacturing process shown in FIGS. 2 (A) to 2 (C).
本実施形態では、積層セラミック電子部品として、積層セラミックコンデンサを例示して説明する。 In the present embodiment, a multilayer ceramic capacitor will be described as an example of a multilayer ceramic electronic component.
積層セラミックコンデンサ
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサ1は、誘電体層2と内部電極層3とが交互に積層された構成のコンデンサ素体10を有する。このコンデンサ素体10の両側端部には、素体10の内部で交互に配置された内部電極層3と各々導通する一対の外部電極4,4が形成してある。内部電極層3は、各側端面がコンデンサ素体10の対向する2端部の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極4,4は、コンデンサ素体10の両端部に形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端面に接続されて、コンデンサ回路を構成する。
Multilayer Ceramic Capacitor As shown in FIG. 1, a multilayer ceramic capacitor 1 according to an embodiment of the present invention includes a
コンデンサ素体10の外形や寸法には特に制限はなく、用途に応じて適宜設定することができ、通常、外形はほぼ直方体形状とし、寸法は通常、縦(0.4〜5.6mm)×横(0.2〜5.0mm)×高さ(0.2〜1.9mm)程度とすることができる。
The outer shape and dimensions of the
誘電体層2は、後述する図2(A)〜図2(C)に示すセラミックグリーンシート30が焼成されて形成され、その材質は、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の誘電体材料で構成される。誘電体層2の厚みは、本実施形態では、好ましくは1μm以下に薄層化されている。
The
内部電極層3は、後述する図2(B)、図2(C)に示す所定パターンの内部電極パターン層40を焼成して形成される。内部電極層3の厚みは、本実施形態では、好ましくは1μm以下に薄層化されている。
The
外部電極4の材質は、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。外部電極4の厚みも特に限定されないが、通常10〜50μm程度である。
As the material of the
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1の製造方法の一例を説明する。
誘電体ペーストの準備
(1)まず、焼成後に図1に示す誘電体層2を構成することになるセラミックグリーンシートを製造するために、誘電体ペーストを準備する。
Method for Manufacturing Multilayer Ceramic Capacitor Next, an example of a method for manufacturing the multilayer ceramic capacitor 1 according to this embodiment will be described.
Preparation of Dielectric Paste (1) First, a dielectric paste is prepared in order to manufacture a ceramic green sheet that will constitute the
本実施形態では、誘電体ペーストは、セラミック粉末と有機ビヒクルとを混練して得られる有機溶剤系ペーストで構成される。 In the present embodiment, the dielectric paste is composed of an organic solvent-based paste obtained by kneading ceramic powder and an organic vehicle.
セラミック粉末としては、複合酸化物や酸化物となる各種化合物、たとえば炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物などから適宜選択され、混合して用いることができる。セラミック粉末は、通常、平均粒子径が2.0μm以下、好ましくは0.1〜0.8μm程度の粉体として用いられる。なお、きわめて薄いセラミックグリーンシートを形成するためには、セラミックグリーンシート厚みよりも細かい粉体を使用することが望ましい。 The ceramic powder can be appropriately selected from various compounds to be complex oxides and oxides, such as carbonates, nitrates, hydroxides, organometallic compounds, and the like, and can be used as a mixture. The ceramic powder is usually used as a powder having an average particle size of 2.0 μm or less, preferably about 0.1 to 0.8 μm. In order to form a very thin ceramic green sheet, it is desirable to use a powder finer than the thickness of the ceramic green sheet.
有機ビヒクルに用いられる有機バインダとしてのブチラール樹脂は、本実施形態では、ポリビニルブチラール樹脂である。ポリビニルブチラール樹脂は、セラミック粉体100重量部に対して、好ましくは5重量部超10重量部未満、より好ましくは6〜9重量部含有される。ポリビニルブチラール樹脂の含有量が少なすぎると、シート積層性(スタック性)が悪化する傾向にあり、多すぎると、脱バインダ工程において完全に除去されず、焼結体にクラックが多く発生する傾向にある。 In this embodiment, the butyral resin as the organic binder used in the organic vehicle is a polyvinyl butyral resin. The polyvinyl butyral resin is preferably contained in an amount of more than 5 parts by weight and less than 10 parts by weight, more preferably 6 to 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ceramic powder. If the content of the polyvinyl butyral resin is too small, the sheet lamination property (stackability) tends to deteriorate, and if it is too large, it is not completely removed in the binder removal step, and many cracks tend to occur in the sintered body. is there.
本発明では、ポリビニルブチラール樹脂の重合度は、1000〜2400、好ましくは1000〜2400(ただし、1000は除く)、より好ましくは1700〜2400である。ポリビニルブチラール樹脂として上記のような高重合度のものを使用することにより、グリーンシートの強度が向上し、積層前にキャリアシートから剥離した場合であっても、ハンドリング性が良好である。しかしながら、この場合、グリーンシートと内部電極パターン層との接着性が悪化する傾向にある。そこで、本発明では、後述する特定の粘着付与剤を内部電極ペーストに含有させることで、接着性を向上させている。その結果、グリーンシートを薄層化したとしても、十分な強度を維持しつつ、積層時におけるグリーンシート同士の接着がより容易となる。
重合度が小さすぎても、大きすぎても、グリーンシートと内部電極パターン層との接着性が悪化し、焼結体にクラックが多く発生する傾向にある。
In this invention, the polymerization degree of polyvinyl butyral resin is 1000-2400, Preferably it is 1000-2400 (however, except 1000), More preferably, it is 1700-2400. By using a polyvinyl butyral resin having a high degree of polymerization as described above, the strength of the green sheet is improved, and the handling property is good even when it is peeled off from the carrier sheet before lamination. However, in this case, the adhesion between the green sheet and the internal electrode pattern layer tends to deteriorate. Therefore, in the present invention, the adhesiveness is improved by including a specific tackifier described later in the internal electrode paste. As a result, even if the green sheets are thinned, it becomes easier to bond the green sheets at the time of lamination while maintaining sufficient strength.
If the degree of polymerization is too small or too large, the adhesion between the green sheet and the internal electrode pattern layer deteriorates, and there is a tendency that many cracks are generated in the sintered body.
また、内部電極パターンを形成するための内部電極ペーストに含まれる粘着付与剤として、ガムロジン、ロジングリセリンエステルあるいは脂環族石油樹脂を用いる場合は、ポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度は、好ましくは55モル%超77モル%未満、より好ましくは60〜70モル%である。ブチラール化度が小さすぎても、大きすぎても、ポリビニルブチラール樹脂の特性変化によりグリーンシートと内部電極パターン層との接着性(スタック性)が悪化する傾向にある。なお、ブチラール化度は、ポリビニルアルコールとブチルアルデヒドとのブチラール化反応により決まる数値である。また、ポリビニルブチラール樹脂中の残留アセチル基量は、好ましくは6%未満、より好ましくは3%以下である。 When a gum rosin, rosin glycerin ester or alicyclic petroleum resin is used as a tackifier contained in the internal electrode paste for forming the internal electrode pattern, the degree of butyralization of the polyvinyl butyral resin is preferably 55 mol. % Exceeding 77 mol%, more preferably 60 to 70 mol%. If the degree of butyralization is too small or too large, the adhesiveness (stackability) between the green sheet and the internal electrode pattern layer tends to deteriorate due to a change in the characteristics of the polyvinyl butyral resin. The degree of butyralization is a value determined by a butyralization reaction between polyvinyl alcohol and butyraldehyde. Further, the amount of residual acetyl groups in the polyvinyl butyral resin is preferably less than 6%, more preferably 3% or less.
本発明では、内部電極パターンを形成するための内部電極ペーストに含まれる粘着付与剤として、テルペンフェノールを用いる場合は、ポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度は、好ましくは55モル%超63モル%未満である。ブチラール化度が小さすぎても、大きすぎても、ポリビニルブチラール樹脂の特性変化によりグリーンシートと内部電極パターン層との接着性(スタック性)が悪化する傾向にある。 In the present invention, when terpene phenol is used as the tackifier contained in the internal electrode paste for forming the internal electrode pattern, the degree of butyralization of the polyvinyl butyral resin is preferably more than 55 mol% and less than 63 mol%. is there. If the degree of butyralization is too small or too large, the adhesiveness (stackability) between the green sheet and the internal electrode pattern layer tends to deteriorate due to a change in the characteristics of the polyvinyl butyral resin.
有機ビヒクルに用いられる有機溶剤は、特に限定されるものではなく、メチルエチルケトン、ブチルカルビトール、アセトン、トルエンなどが用いられる。 The organic solvent used for the organic vehicle is not particularly limited, and methyl ethyl ketone, butyl carbitol, acetone, toluene and the like are used.
誘電体ペースト中の各成分の含有量は、特に限定されるものではなく、たとえば、約1〜約50重量%の溶剤を含むように、誘電体ペーストを調製することができる。 Content of each component in a dielectric paste is not specifically limited, For example, a dielectric paste can be prepared so that about 1 to about 50 weight% of solvent may be included.
誘電体ペースト中には、必要に応じて、各種分散剤、可塑剤、誘電体、副成分化合物、ガラスフリット、絶縁体などから選択される添加物が含有されていてもよい。誘電体ペースト中に、これらの添加物を添加する場合には、総含有量を、約10重量%以下にすることが望ましい。 The dielectric paste may contain additives selected from various dispersants, plasticizers, dielectrics, subcomponent compounds, glass frit, insulators, and the like, if necessary. When these additives are added to the dielectric paste, the total content is desirably about 10% by weight or less.
可塑剤としては、フタル酸ジオクチルやフタル酸ベンジルブチルなどのフタル酸エステル、アジピン酸、燐酸エステル、グリコール類などが例示される。可塑剤を配合する場合の塗料中における可塑剤の重量割合は、特に限定されないが、バインダ100重量部に対して、好ましくは40〜70重量部である。可塑剤が少なすぎると、グリーンシートの伸びおよび可撓性が悪化する傾向にあり、多すぎると、グリーンシート表面に可塑剤が滲み出し、取り扱いが困難である。 Examples of the plasticizer include phthalate esters such as dioctyl phthalate and benzylbutyl phthalate, adipic acid, phosphate esters, glycols, and the like. The weight ratio of the plasticizer in the paint when blending the plasticizer is not particularly limited, but is preferably 40 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder. If the amount of the plasticizer is too small, the elongation and flexibility of the green sheet tend to be deteriorated. If the amount is too large, the plasticizer oozes out on the surface of the green sheet and is difficult to handle.
本実施形態では、有機ビヒクル中の有機バインダとしてポリビニルブチラール樹脂を用いるので、この場合の可塑剤の含有量は、ポリビニルブチラール樹脂100重量部に対して、約25〜約100重量部であることが好ましい。 In this embodiment, since a polyvinyl butyral resin is used as the organic binder in the organic vehicle, the content of the plasticizer in this case is about 25 to about 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyvinyl butyral resin. preferable.
誘電体ペーストは、上記各成分を、ボールミルなどで混練し、スラリー化することにより得ることができる。 The dielectric paste can be obtained by kneading the above components with a ball mill or the like to form a slurry.
セラミックグリーンシートの形成
(2)次に、この誘電体ペーストを用いて、ワイヤーバーコータやドクターブレード法などにより、図2(A)に示すように、支持体としてのキャリアシート20上に、好ましくは1μm以下程度の厚みで、セラミックグリーンシート30を形成する。
Formation of Ceramic Green Sheet (2) Next, using this dielectric paste, a wire bar coater, a doctor blade method or the like is preferably used on a
キャリアシート20としては、たとえばPETフィルムなどが用いられ、剥離性を改善するために、セラミックグリーンシート30が形成される面には、離型処理(シリコーンなどのコーティング)がしてあるものが好ましい。キャリアシート20の厚みは、特に限定されないが、好ましくは5〜100μmである。
As the
セラミックグリーンシート30は、キャリアシート20に形成された後に乾燥される。セラミックグリーンシート30の乾燥温度は、好ましくは50〜100℃であり、乾燥時間は、好ましくは1〜20分である。
The ceramic
乾燥後のセラミックグリーンシート30の厚みは、乾燥前の厚みから5〜25%収縮する。本実施形態では、乾燥後のセラミックグリーンシート30の厚みが、好ましくは0.4〜1μm、さらに好ましくは0.4〜0.8μmとなるように形成する。近年望まれている薄層化の要求に応えるためである。なお、グリーンシートの厚みが厚すぎると、内部電極パターン層の厚みによっては、1層あたりのバインダ樹脂含有量が多くなってしまい、焼成後にクラックが発生する傾向にある。
The thickness of the ceramic
内部電極ペーストの準備
(3)次に、焼成後に図1に示す内部電極層3を構成することになる内部電極パターン層40を、上記のセラミックグリーンシートの表面に形成するために、内部電極ペーストを準備する。
Preparation of Internal Electrode Paste (3) Next, in order to form the internal
内部電極ペーストは、導電体粉末と有機ビヒクルとを混練して得られる有機溶剤系ペーストで構成される。 The internal electrode paste is composed of an organic solvent-based paste obtained by kneading a conductor powder and an organic vehicle.
導電体粉末としては、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、さらにはこれらの混合物で構成される。 Although it does not specifically limit as conductor powder, It is preferable to comprise at least 1 sort (s) chosen from Cu, Ni, and these alloys, More preferably, it comprises Ni or Ni alloy, and also these mixtures. .
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。 Ni or an Ni alloy is preferably an alloy of Ni and at least one element selected from Mn, Cr, Co, and Al, and the Ni content in the alloy is preferably 95% by weight or more. In addition, in Ni or Ni alloy, various trace components, such as P, Fe, and Mg, may be contained about 0.1 wt% or less.
このような導電体粉末は、球状、リン片状等、その形状に特に制限はなく、また、これらの形状のものが混合したものであってもよい。また、導電体粉末の粒子径は、通常、球状の場合、平均粒子径が0.5μm以下、好ましくは0.01〜0.2μm程度のものを用いる。より一層確実に薄層化を実現するためである。 Such a conductor powder is not particularly limited in its shape, such as a spherical shape or a flake shape, and may be a mixture of these shapes. In addition, when the particle diameter of the conductor powder is usually spherical, the average particle diameter is 0.5 μm or less, preferably about 0.01 to 0.2 μm. This is to realize the thinning more surely.
導電体粉末は、内部電極ペースト中に、好ましくは30〜60重量%、より好ましくは40〜50重量%含まれる。 The conductor powder is preferably contained in the internal electrode paste in an amount of 30 to 60% by weight, more preferably 40 to 50% by weight.
有機ビヒクルは、有機バインダと溶剤とを主成分として含有するものである。 The organic vehicle contains an organic binder and a solvent as main components.
本発明では、有機バインダはエチルセルロースおよび粘着付与剤を有しており、粘着付与剤はガムロジン、ロジングリセリンエステルおよび脂環族石油樹脂から選ばれる少なくとも1つであり、好ましくはガムロジンである。 In the present invention, the organic binder has ethyl cellulose and a tackifier, and the tackifier is at least one selected from gum rosin, rosin glycerin ester and alicyclic petroleum resin, preferably gum rosin.
また、特に、セラミックグリーンシートに含まれるポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度が、55モル%超63モル%以下である場合は、粘着付与剤として、テルペンフェノールが好ましく用いられる。 In particular, when the butyralization degree of the polyvinyl butyral resin contained in the ceramic green sheet is more than 55 mol% and 63 mol% or less, terpene phenol is preferably used as a tackifier.
上述した高い重合度を有するブチラール樹脂を含むグリーンシートと、エチルセルロースを含む内部電極パターン層とに対し粘着性を与えるためには、上記の粘着付与剤を選択する必要がある。これら以外の粘着付与剤を選択した場合には、上述の重合度を有するブチラール樹脂を含むグリーンシートと、エチルセルロースを含む内部電極パターン層とに対し粘着性を与えることができず、シートの積層が困難となる。 In order to give adhesiveness to the green sheet containing the above-described butyral resin having a high degree of polymerization and the internal electrode pattern layer containing ethyl cellulose, it is necessary to select the tackifier. When tackifiers other than these are selected, the green sheet containing the butyral resin having the above-mentioned degree of polymerization and the internal electrode pattern layer containing ethyl cellulose cannot be given tackiness, and the lamination of the sheets It becomes difficult.
有機バインダの含有量は、導電体粉末100重量部に対して、2重量部超9重量部未満、好ましくは3〜8重量部である。また、有機バインダの全含有量に対する粘着付与剤の含有比率が、5〜50重量%、好ましくは5〜50重量%(ただし、5重量%を除く)、より好ましくは10〜50重量%(ただし、10重量%は除く)である。 The content of the organic binder is more than 2 parts by weight and less than 9 parts by weight, preferably 3 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder. The content ratio of the tackifier to the total content of the organic binder is 5 to 50% by weight, preferably 5 to 50% by weight (excluding 5% by weight), more preferably 10 to 50% by weight (however, 10% by weight is excluded).
有機バインダの含有量が少なすぎると、内部電極ペーストの粘度が低くなり、スクリーン印刷ができない傾向にある。また、含有量が多すぎると、シートの接着性が悪化し、焼結体にクラックが多く発生する傾向にある。 If the content of the organic binder is too small, the viscosity of the internal electrode paste becomes low and screen printing tends to be impossible. Moreover, when there is too much content, the adhesiveness of a sheet | seat will deteriorate and it exists in the tendency for many cracks to generate | occur | produce in a sintered compact.
有機バインダの全含有量に対する粘着付与剤の含有比率が小さすぎると、シートの積層が困難となる傾向にある。また、含有比率が大きすぎると、内部電極ペーストの粘度が低くなり、スクリーン印刷ができない傾向にある。 When the content ratio of the tackifier with respect to the total content of the organic binder is too small, stacking of sheets tends to be difficult. On the other hand, if the content ratio is too large, the viscosity of the internal electrode paste becomes low and screen printing tends to be impossible.
エチルセルロースの平均重量分子量(Mw)は、好ましくは190000以上250000未満、より好ましくは、190000〜230000である。平均重量分子量が小さすぎると、内部電極ペーストの粘度が低くなり、スクリーン印刷ができない傾向にある。また、平均重量分子量が大きすぎると、シートの接着性が悪化し、焼結体にクラックが多く発生する傾向にある。 The average weight molecular weight (Mw) of ethylcellulose becomes like this. Preferably it is 190,000 or more and less than 250,000, More preferably, it is 190000-230,000. When the average weight molecular weight is too small, the viscosity of the internal electrode paste becomes low and screen printing tends to be impossible. On the other hand, if the average weight molecular weight is too large, the adhesiveness of the sheet is deteriorated and the sintered body tends to have many cracks.
また、エチルセルロースのエトキシル基の含有率は、好ましくは46.1重量%超52.0重量%未満、より好ましくは、48.0〜49.5重量%である。エトキシル基の含有率が本発明の範囲外の場合には、シートの接着性が悪化し、焼結体にクラックが多く発生する傾向にある。 The content of ethoxyl groups in ethyl cellulose is preferably more than 46.1% by weight and less than 52.0% by weight, more preferably 48.0 to 49.5% by weight. When the content of the ethoxyl group is outside the range of the present invention, the adhesiveness of the sheet is deteriorated and the sintered body tends to generate many cracks.
溶剤としては、シートアタック現象を防止するために、セラミックグリーンシートに含まれるポリビニルブチラール樹脂を良好に膨潤または溶解させない、すなわち、非相溶のものが好ましい。具体的には、α−ターピニルアセテート、イソボニルアセテート、ジヒドロターピニルアセテート、ジヒドロターピニルメチルエーテル、ターピニルメチルエーテル、I−ジヒドロカルビルアセテートなどが例示される。 As the solvent, in order to prevent the sheet attack phenomenon, a polyvinyl butyral resin contained in the ceramic green sheet is preferably not swelled or dissolved, that is, an incompatible solvent is preferable. Specific examples include α-terpinyl acetate, isobornyl acetate, dihydroterpinyl acetate, dihydroterpinyl methyl ether, terpinyl methyl ether, I-dihydrocarbyl acetate and the like.
溶剤は、内部電極ペースト中に、導電体粉末100重量部に対して、好ましくは50〜150重量部、より好ましくは80〜100重量部で含まれる。溶剤量が少なすぎるとペースト粘度が高くなりすぎ、多すぎるとペースト粘度が低くなりすぎる不都合がある。 The solvent is contained in the internal electrode paste in an amount of preferably 50 to 150 parts by weight, more preferably 80 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder. If the amount of the solvent is too small, the paste viscosity becomes too high, and if it is too much, the paste viscosity becomes too low.
本実施形態では、内部電極ペーストは、さらに上記誘電体ペーストに含まれるセラミック粉末と同じセラミック粉末である共材を有している。内部電極ペーストが共材を有していることで、内部電極ペーストに含まれる導電体粉末と、グリーンシートに含まれるセラミック粉体との、焼成時における収縮率の違いを緩和することができる。その結果、焼結体におけるクラックの発生を抑制することができる。共材として用いるセラミック粉末は、内部電極ペースト中に、導電体粉末100重量部に対して、好ましくは5〜50重量部で含まれる。共材量が少なすぎると、導電体粉末の焼結抑制効果が低下し、焼成後の内部電極層3のライン性(連続性)が悪化し、見かけの誘電率が低下する。一方で、共材量が多すぎると、焼成後の内部電極層3のライン性が悪化しやすくなり、見かけの誘電率も低下する傾向にある。
In the present embodiment, the internal electrode paste further includes a common material that is the same ceramic powder as the ceramic powder included in the dielectric paste. When the internal electrode paste has the co-material, it is possible to alleviate the difference in shrinkage rate during firing between the conductor powder contained in the internal electrode paste and the ceramic powder contained in the green sheet. As a result, generation of cracks in the sintered body can be suppressed. The ceramic powder used as the co-material is preferably contained in the internal electrode paste in an amount of 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder. If the amount of the co-material is too small, the sintering suppression effect of the conductor powder is lowered, the lineability (continuity) of the
接着性の改善のため、内部電極ペーストには、可塑剤が含まれてもよい。この場合、可塑剤種および添加量は、上記の誘電体ペーストと同様とすればよい。 In order to improve adhesion, the internal electrode paste may include a plasticizer. In this case, the plasticizer species and the addition amount may be the same as those of the dielectric paste.
内部電極ペーストは、上記各成分を、ボールミルなどで混練し、スラリー化することにより得ることができる。 The internal electrode paste can be obtained by kneading the above components with a ball mill or the like to form a slurry.
内部電極パターン層の形成
(4)次に、図2(B)に示すように、キャリアシート20上に形成されたセラミックグリーンシート30の表面に、所定パターンの内部電極パターン層40を形成する。
Formation of Internal Electrode Pattern Layer (4) Next, as shown in FIG. 2B, an internal
内部電極パターン層40の形成方法は、層を均一に形成できる方法であれば特に限定されないが、本実施形態では、上記の内部電極ペーストを用いたスクリーン印刷法が用いられる。
The method for forming the internal
内部電極パターン層40の厚さは、好ましくは0.4〜1μmである。内部電極パターン層40の厚さが厚すぎると、グリーンシートの厚みによっては、1層あたりのバインダ樹脂含有量が多くなってしまい、焼成後にクラックが発生する傾向にある。さらに、積層数を減少せざるをえなくなり取得容量が少なくなり、高容量化しにくくなる。一方、厚みが薄すぎると均一に形成することが困難であり、電極途切れが発生しやすくなる。
The thickness of the internal
内部電極パターン層40の厚さは、現状の技術では前記範囲の程度であるが、電極の途切れが生じない範囲で薄い方がより望ましい。
The thickness of the internal
その後、内部電極パターン層40は、必要に応じて乾燥される。乾燥温度は、特に限定されないが、好ましくは50〜120℃であり、乾燥時間は、好ましくは1〜15分である。
Thereafter, the internal
余白パターン層の形成
(5)本実施形態では、セラミックグリーンシートの表面に、所定パターンの内部電極パターン層40を印刷法で形成した後、またはその前に、図2(B)に示す内部電極パターン層40が形成されていないセラミックグリーンシート30の表面隙間(余白パターン部分50)に、図2(C)に示すように、内部電極パターン層40と実質的に同じ厚みの余白パターン層60を形成する。余白パターン層60の厚さを内部電極パターン層40と実質的に同じ厚みとするのは、実質的に同じでないと段差が生じ、特に多層化した場合に影響が増大するからである。
Formation of Blank Pattern Layer (5) In this embodiment, after the internal
余白パターン層60の形成方法は、本実施形態では電極段差吸収用印刷ペーストを用いたスクリーン印刷法が用いられる。
In this embodiment, the
本実施形態で用いる電極段差吸収用印刷ペーストとしては、特に限定されないが、上記で作製した誘電体ペーストを用いることが、工程上好ましい。 The electrode level difference absorbing print paste used in the present embodiment is not particularly limited, but it is preferable in the process to use the dielectric paste prepared above.
この電極段差吸収用印刷ペーストは、図2(B)に示す内部電極パターン層40間の余白パターン部分50に印刷される。その後、内部電極パターン層40および/または余白パターン層60は、必要に応じて乾燥される。乾燥温度は、特に限定されないが、好ましくは50〜120℃であり、乾燥時間は、好ましくは1〜15分である。
This electrode level difference absorbing print paste is printed on the
外層の形成
(6)本実施形態では、上記で作製した所定パターンの内部電極パターン層40と余白パターン層60が表面に形成されたセラミックグリーンシート30を、保護するために、外層32を形成する。すなわち、所定数積層されたセラミックグリーンシート30が、外層32に挟まれる構成となる。外層32は内部電極パターン層40が形成されていないセラミックグリーンシートが1層あるいは複数積層された構成となっている。
Formation of outer layer (6) In the present embodiment, the
外層用グリーンシートは、セラミックグリーンシート30と同様に、外層用誘電体ペーストを用いてキャリアシート20上に形成される。外層用誘電体ペーストとしては、上記で作製した誘電体ペーストを用いてもよいが、バインダ種、バインダ添加量、バインダ重合度などを変えたものを用いてもよい。
Similar to the ceramic
積層工程
(7)次に、本実施形態では、図3(A)に示すように、キャリアシート20上に作製された外層32の上に、所定パターンの電極層40と余白パターン層60が表面に形成されたセラミックグリーンシート30を、加熱および加圧しながら積層して、キャリアシート20を剥離する。そして、図3(B)に示すように、上記の工程を所望の積層数まで繰り返し、グリーンセラミック積層体を得る。加圧温度は、50〜100℃、加圧力は、5〜25MPaとすることが好ましい。
Lamination Step (7) Next, in the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the
グリーンチップの作製、焼成など
(8)得られたグリーンセラミック積層体を所定サイズに切断し、グリーンチップを作製し、脱バインダ工程、焼成工程、必要に応じて行われるアニール工程を経て形成された、焼結体で構成されるコンデンサ素体10に、外部電極用ペーストを印刷または転写して焼成し、外部電極4,4を形成して、積層セラミックコンデンサ1が製造される。
Green chip production, firing, etc. (8) The obtained green ceramic laminate was cut into a predetermined size to produce a green chip, which was formed through a binder removal process, a firing process, and an annealing process performed as necessary. Then, the external electrode paste is printed or transferred to the
本実施形態で述べた方法により、セラミックグリーンシートの厚みを薄層化し、グリーンシートに含まれるポリビニルブチラールの重合度が高い場合であっても、内部電極パターン層に含まれるガムロジン、ロジングリセリンエステル、脂環族石油樹脂およびテルペンフェノールから選ばれる少なくとも1つが、グリーンシートと内部電極パターン層とに相溶し粘着性を与える。その結果、グリーンシートと内部電極パターン層との接着性および積層性を良好にし、焼成後のクラックなどが有効に防止された積層セラミックコンデンサ1を提供することができる。 By the method described in the present embodiment, the thickness of the ceramic green sheet is reduced, and even when the degree of polymerization of polyvinyl butyral contained in the green sheet is high, gum rosin, rosin glycerin ester contained in the internal electrode pattern layer, At least one selected from an alicyclic petroleum resin and terpene phenol is compatible with the green sheet and the internal electrode pattern layer to give adhesiveness. As a result, it is possible to provide the multilayer ceramic capacitor 1 in which the adhesion and lamination properties between the green sheet and the internal electrode pattern layer are improved and cracks after firing are effectively prevented.
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the embodiment mentioned above at all, and can be variously modified within the range which does not deviate from the summary of this invention.
たとえば、上述した実施形態では、本発明に係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、多層セラミック基板などにも適用できることは勿論である。 For example, in the above-described embodiment, the multilayer ceramic capacitor is exemplified as the electronic component according to the present invention. However, the electronic component according to the present invention is not limited to the multilayer ceramic capacitor and can be applied to a multilayer ceramic substrate or the like. It is.
また、本発明に係る方法により形成されたセラミックグリーンシート10aと、内部電極パターン12とが複数積層された積層体ユニットを所定数形成し、さらにこれらの積層体ユニットを積層することで、最終的な積層体を作製しても良い。 In addition, a predetermined number of laminate units in which a plurality of ceramic green sheets 10a formed by the method according to the present invention and the internal electrode patterns 12 are laminated are formed, and these laminate units are further laminated to form a final structure. A simple laminate may be produced.
また、上述した実施形態では、積層圧着後にキャリアシートを剥離する方法を採用しているが、本発明に係るグリーンシートに含まれるブチラール樹脂の重合度が高いため、積層前にセラミックグリーンシートをキャリアシートから剥離する方法により、積層してもよい。さらに、内部電極パターン層を転写法により形成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the method of peeling the carrier sheet after laminating and pressing is employed. However, since the degree of polymerization of the butyral resin contained in the green sheet according to the present invention is high, the ceramic green sheet is You may laminate | stack by the method of peeling from a sheet | seat. Further, the internal electrode pattern layer may be formed by a transfer method.
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。 Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples.
実施例1
誘電体ペーストの作製
まず、セラミックグリーンシートを形成するための誘電体ペーストを作製した。まず、BaTiO3 系セラミック粉末と、有機バインダとしてのポリビニルブチラール樹脂(PVB)(重合度:1700)と、溶剤としてのプロピルアルコール、キシレン、メチルエチルケトン、2−ブトキシエチルアルコール、可塑剤としてのフタル酸ジ−2−エチルヘキシルを準備した。次に、セラミック粉末100重量部に対して、6重量部のPVBと、150重量部の溶剤と、可塑剤をそれぞれ秤量し、直径2mmのジルコニアボールとともにボールミルで21時間混練し、スラリー化して誘電体ペーストを得た。なお、可塑剤は、ポリビニルブチラール100重量部に対して50重量部添加した。
Example 1
Production of Dielectric Paste First, a dielectric paste for forming a ceramic green sheet was produced. First, BaTiO 3 ceramic powder, polyvinyl butyral resin (PVB) (polymerization degree: 1700) as an organic binder, propyl alcohol, xylene, methyl ethyl ketone, 2-butoxyethyl alcohol as a solvent, and diphthalic acid as a plasticizer 2-Ethylhexyl was prepared. Next, 6 parts by weight of PVB, 150 parts by weight of solvent, and plasticizer are weighed with respect to 100 parts by weight of ceramic powder, and kneaded with a zirconia ball having a diameter of 2 mm in a ball mill for 21 hours to form a slurry and dielectric. A body paste was obtained. The plasticizer was added in an amount of 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyvinyl butyral.
内部電極ペーストの作製
次いで、内部電極パターン層40を形成するための内部電極ペーストを作製した。まず、導電体粉末としての平均粒径が0.2μmのNi粒子と、共材としてのBaTiO3 系セラミック粉末と、エチルセルロースと、溶剤としてのα−ターピニルアセテートと、粘着付与剤とを準備した。そして、導電体粉末100重量部、共材30重量部の合計130重量部に対して、122重量部のα−ターピニルアセテートと、6重量部の有機バインダを添加し、これをボールミルで混練し、スラリー化して内部電極ペーストを得た。なお、有機バインダは、エチルセルロースと表1に示す粘着付与剤とから構成される。また、表1に示す粘着付与剤は、有機バインダ量100wt%に対して、添加比率40wt%で含有されている。すなわち、エチルセルロースは、導電体粉末100重量部に対して、3.6重量部含まれ、表1に示す粘着付与剤は、2.4重量部含まれていることとなる。
Production of Internal Electrode Paste Next, an internal electrode paste for forming the internal
内部電極ペーストの評価
得られた内部電極ペーストについて、粘度および最大法線応力を測定した。粘度は、せん断速度500s−1時の粘度を測定した。なお、測定では、パラレルプレート型粘度計を用いた。粘度は、1.0Pa・s以上を良好とした。結果を表1に示す。
Evaluation of internal electrode paste Viscosity and maximum normal stress of the obtained internal electrode paste were measured. The viscosity was measured at a shear rate of 500 s -1 . In the measurement, a parallel plate viscometer was used. The viscosity was set to be 1.0 Pa · s or more. The results are shown in Table 1.
最大法線応力は、法線応力が測定可能な粘弾性測定装置(レオメータ)を用いて測定を行った。一対のパラレルプレート(円形)の直径が40mm、プレート間の距離が300μm、内部電極ペーストの温度が25℃、内部電極ペーストに対するせん断速度が1000〜10000[1/s]の条件下で、内部電極ペーストの法線応力を測定した。最大法線応力は、0.2N以上を良好とした。結果を表1に示す。 The maximum normal stress was measured using a viscoelasticity measuring device (rheometer) capable of measuring normal stress. A pair of parallel plates (circular) having a diameter of 40 mm, a distance between the plates of 300 μm, a temperature of the internal electrode paste of 25 ° C., and a shear rate of 1000 to 10,000 [1 / s] with respect to the internal electrode paste The normal stress of the paste was measured. A maximum normal stress of 0.2 N or more was considered good. The results are shown in Table 1.
積層セラミックチップコンデンサ試料の作製
次いで、上記にて作製した誘電体ペーストと、内部電極ペーストと、を用い、以下のようにして、さらに、図1に示す積層セラミックチップコンデンサ1を製造した。
Production of Multilayer Ceramic Chip Capacitor Sample Next, using the dielectric paste produced above and the internal electrode paste, a multilayer ceramic chip capacitor 1 shown in FIG. 1 was further produced as follows.
まず、支持体としてのPETフィルムの離型処理された面上に、誘電体ペーストをワイヤーバーコータにより、所定厚みで塗布し、乾燥することで、厚みが0.6μmのグリーンシートを作製した。 First, a dielectric sheet was applied with a predetermined thickness on a surface of a PET film as a support subjected to a release treatment using a wire bar coater, and dried to produce a green sheet having a thickness of 0.6 μm.
次に、得られたグリーンシートの上に、内部電極ペーストを用いたスクリーン印刷法により、スクリーンパターンが4.0×1.2mmの短冊状で、乾燥後の厚さが0.6μmとなるように内部電極パターン層40(図2(B)参照)を形成した。 Next, a screen pattern using an internal electrode paste is formed on the obtained green sheet so that the screen pattern is a strip of 4.0 × 1.2 mm and the thickness after drying is 0.6 μm. An internal electrode pattern layer 40 (see FIG. 2B) was formed.
その後、グリーンシート上の内部電極パターン層40が形成されていない余白パターン部分50(図2(B)参照)に、誘電体ペーストを用いたスクリーン印刷法により内部電極パターン層40と実質的に同じ厚みの余白パターン層60(図2(C)参照)を形成し、図2(C)に示すような内部電極パターン膜40および余白パターン層60を持つセラミックグリーンシート30を得た。本実施例では、このセラミックグリーンシート30をグリーンシートとし、これを複数枚、準備した。
Thereafter, a
次に、ポリビニルブチラール樹脂の重合度を1500とした以外は、上記で作製した誘電体ペーストと同様にして、外層用グリーンシート形成用の誘電体ペーストを調製した。この誘電体ペーストをPETフィルムの離型処理された面上にワイヤーバーコータを用いて、所定厚みで塗布し、乾燥することで、厚みが12μmの外層用グリーンシートを作製した。 Next, a dielectric paste for forming an outer layer green sheet was prepared in the same manner as the dielectric paste prepared above except that the polymerization degree of the polyvinyl butyral resin was 1500. This dielectric paste was applied on the surface of the PET film that had been subjected to the mold release treatment to a predetermined thickness using a wire bar coater and dried to produce an outer layer green sheet having a thickness of 12 μm.
この外層用グリーンシートを8枚準備し、これらを熱圧着積層し、厚みが96μmの外層を形成した。 Eight green sheets for the outer layer were prepared, and these were laminated by thermocompression bonding to form an outer layer having a thickness of 96 μm.
得られた外層の上に、内部電極パターン層と余白パターン層とが形成されたセラミックグリーンシートを、温度75℃および圧力12MPaの条件で圧着し、PETフィルムを剥離した(図3(A)参照)。この工程を繰り返し、内部電極パターン層と余白パターン層とが形成されたセラミックグリーンシートを所望数積層した(図3(B)参照)。その後、さらに、上記の厚み96μmの外層を熱圧着により形成し、グリーンセラミック積層体を得た。 On the obtained outer layer, the ceramic green sheet in which the internal electrode pattern layer and the blank pattern layer were formed was pressure-bonded under the conditions of a temperature of 75 ° C. and a pressure of 12 MPa, and the PET film was peeled off (see FIG. 3A). ). This process was repeated to stack a desired number of ceramic green sheets on which the internal electrode pattern layer and the blank pattern layer were formed (see FIG. 3B). Thereafter, the outer layer having a thickness of 96 μm was further formed by thermocompression to obtain a green ceramic laminate.
なお、内部電極パターン層と余白パターン層とが形成されたセラミックグリーンシートの積層時には、直前に積層したセラミックグリーンシートに対し、内部電極部を短冊状の長手方向に半分だけずらし、かつ、短手方向には、各電極部が重なるように正確に位置決めを行った。 When laminating the ceramic green sheet on which the internal electrode pattern layer and the blank pattern layer are formed, the internal electrode portion is shifted by half in the longitudinal direction of the strip shape with respect to the ceramic green sheet that has been just laminated, Positioning was performed accurately so that the electrode portions overlapped in the direction.
グリーンセラミック積層体の評価
得られたグリーンセラミック積層体について、支持体(PETフィルム)の剥離強度と、接着強度とを測定した。
Evaluation of green ceramic laminate The peel strength and adhesive strength of the support (PET film) were measured for the obtained green ceramic laminate.
支持体の剥離強度は、グリーンセラミック積層体のサンプル5個に対して測定し、その平均値を求めた。剥離強度の測定では、積層体における長さ5cm分のPETフィルムの一端を、積層体の積層面に対して90°の方向(垂直方向)に、1000mm/分の速度で引き上げ、PETフィルムが、積層体ユニットから剥離する際に、PETフィルムに作用する力(mN/cm)を測定した。この力を支持体90°剥離強度とした。剥離強度を低くすることにより、積層体からのPETフィルムの剥離を良好に行うことができ、また、剥離時における積層体の破損も有効に防止することができる。よって、剥離強度は、低い程好ましく、20mN/cm以下を良好とした。結果を表1に示す。 The peel strength of the support was measured on five samples of the green ceramic laminate, and the average value was obtained. In the measurement of peel strength, one end of a PET film having a length of 5 cm in the laminate is pulled up at a rate of 1000 mm / min in a direction (vertical direction) 90 ° with respect to the laminate surface of the laminate, When peeling from the laminate unit, the force (mN / cm) acting on the PET film was measured. This force was defined as a support 90 ° peel strength. By reducing the peel strength, the PET film can be favorably peeled from the laminate, and breakage of the laminate during peeling can be effectively prevented. Therefore, the peel strength is preferably as low as possible, and 20 mN / cm or less is considered good. The results are shown in Table 1.
グリーンセラミック積層体の接着性は、インストロン5543引張試験機を用いて積層体を引っ張り、剥離した時点での強度値を1cm角での積層体の接着強度に換算して求めた。シート接着性は、25N/cm2以上を良好とした。結果を表1に示す。 The adhesion of the green ceramic laminate was determined by converting the strength value when the laminate was pulled and peeled using an Instron 5543 tensile tester to the adhesive strength of the laminate at 1 cm square. The sheet adhesion was determined to be 25 N / cm 2 or more. The results are shown in Table 1.
なお、上記の評価は、グリーンセラミック積層体の一方の外層を形成しない状態で行った。すなわち、外層を形成するグリーンシートについてではなく、内部電極パターン層と余白パターン層とが形成されたセラミックグリーンシートについて、支持体からの剥離強度とグリーンシートの接着強度を評価した。 In addition, said evaluation was performed in the state which does not form one outer layer of a green ceramic laminated body. That is, the peel strength from the support and the adhesive strength of the green sheet were evaluated on the ceramic green sheet on which the internal electrode pattern layer and the blank pattern layer were formed, not on the green sheet forming the outer layer.
次に、得られたグリーンセラミック積層体を所定サイズに切断した後、脱バインダ処理、焼成及びアニールを下記の条件にて行い、焼結体を得た。
脱バインダは、昇温速度:15℃/時間、保持温度:280℃、保持時間:8時間、処理雰囲気:空気雰囲気、の条件で行った。
焼成は、昇温速度:200℃/時間、保持温度:1200〜1380℃、保持時間:2時間、降温速度:300℃/時間、処理雰囲気:還元雰囲気(酸素分圧:10−6PaにN2 とH2 との混合ガスを水蒸気に通して調整した)、の条件で行った。
アニールは、保持温度:900℃、保持時間:9時間、降温速度:300℃/時間、処理雰囲気:加湿したN2ガス雰囲気、の条件で行った。焼成及びアニールにおけるガスの加湿には、ウェッターを用い、水温は35℃とした。
Next, after the obtained green ceramic laminate was cut into a predetermined size, binder removal, firing and annealing were performed under the following conditions to obtain a sintered body.
The binder removal was performed under the conditions of a temperature rising rate: 15 ° C./hour, a holding temperature: 280 ° C., a holding time: 8 hours, and a processing atmosphere: an air atmosphere.
Firing is performed at a heating rate of 200 ° C./hour, a holding temperature of 1200 to 1380 ° C., a holding time of 2 hours, a cooling rate of 300 ° C./hour, a processing atmosphere: a reducing atmosphere (oxygen partial pressure: 10 −6 Pa to N The mixed gas of 2 and H 2 was adjusted by passing water vapor).
The annealing was performed under the conditions of a holding temperature: 900 ° C., a holding time: 9 hours, a cooling rate: 300 ° C./hour, and a processing atmosphere: a humidified N 2 gas atmosphere. A wetter was used to wet the gas during firing and annealing, and the water temperature was set to 35 ° C.
得られた焼結体のサイズは、縦1.6mm×横0.8mm×高さ0.8mmであり、一対の内部電極層間に挟まれる誘電体層2の厚みは約0.6μm、内部電極層3の厚みは0.6μmであった。
The size of the obtained sintered body is 1.6 mm long × 0.8 mm wide × 0.8 mm high, and the thickness of the
焼結体の評価
得られた焼結体を切断し、その断面を観察して、クラックの有無を評価した。これを10個のコンデンサ試料に対して行った。10個中、クラックが観察される試料が3個以下であることが好ましく、10個すべてにクラックが観察されないことがより好ましい。結果を表1に示す。
Evaluation of Sintered Body The obtained sintered body was cut and the cross section was observed to evaluate the presence or absence of cracks. This was done for 10 capacitor samples. Of the 10 samples, the number of samples in which cracks are observed is preferably 3 or less, and more preferably no cracks are observed in all 10 samples. The results are shown in Table 1.
表1に示すように、粘着付与剤がガムロジン、ロジングリセリンエステルまたは脂環族石油樹脂のいずれかである場合には(試料番号1〜3)、内部電極ペースト、積層体、焼結体のいずれについても良好な結果が得られている。
一方、粘着付与剤が、重合ロジンまたはテルペンフェノールである場合には(試料番号4および5)、積層体の接着性に劣り、特に、セラミックグリーンシートに含まれるポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度が65モル%であり、内部電極ペーストに含まれる粘着付与剤がテルペンフェノール(試料番号5)の場合は、積層することができなかった。
As shown in Table 1, when the tackifier is one of gum rosin, rosin glycerin ester or alicyclic petroleum resin (sample numbers 1 to 3), any of internal electrode paste, laminate, and sintered body Good results have also been obtained for.
On the other hand, when the tackifier is polymerized rosin or terpene phenol (
実施例2
粘着付与剤の添加比率、有機バインダの含有量およびポリビニルブチラールの重合度を表2に示す値とした以外は、試料番号1と同様にして、誘電体ペーストおよび内部電極ペーストを調製し、さらにグリーンセラミック積層体および焼結体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表2に示す。
Example 2
A dielectric paste and an internal electrode paste were prepared in the same manner as Sample No. 1 except that the addition ratio of the tackifier, the content of the organic binder, and the polymerization degree of polyvinyl butyral were set to the values shown in Table 2. A ceramic laminate and a sintered body were produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
表2より、粘着付与剤の添加比率が0、すなわち、ガムロジンが内部電極ペーストに添加されていない場合には(試料番号6)、接着性に劣るため、積層することができなかった。一方、粘着付与剤の添加比率が本発明の範囲よりも大きい場合には(試料番号11)、内部電極ペーストの粘度が低く、スクリーン印刷が不可能であった。なお、試料番号6については、焼結体にクラックが見られるものがあった。 From Table 2, when the addition ratio of the tackifier was 0, that is, when the gum rosin was not added to the internal electrode paste (Sample No. 6), it was inferior in adhesiveness and thus could not be laminated. On the other hand, when the addition ratio of the tackifier was larger than the range of the present invention (Sample No. 11), the viscosity of the internal electrode paste was low and screen printing was impossible. For sample No. 6, there was a crack in the sintered body.
また、有機バインダの含有量が本発明の範囲よりも少ない場合には(試料番号12)、内部電極ペーストの粘度が低く、スクリーン印刷が不可能であった。一方、有機バインダの含有量が本発明の範囲よりも多い場合には(試料番号16)、樹脂量が多くなるため、焼結体にクラックが発生した。 Further, when the content of the organic binder was less than the range of the present invention (Sample No. 12), the internal electrode paste had a low viscosity, and screen printing was impossible. On the other hand, when the content of the organic binder is larger than the range of the present invention (Sample No. 16), the amount of resin is increased, so that cracks occurred in the sintered body.
さらに、ポリビニルブチラールの重合度が本発明の範囲外である場合には(試料番号17および21)、積層体の接着性に劣り、焼結体においてもクラックが観察された。 Furthermore, when the degree of polymerization of polyvinyl butyral was outside the range of the present invention (sample numbers 17 and 21), the laminate had poor adhesion, and cracks were also observed in the sintered body.
実施例3
エチルセルロースの重量平均分子量およびエトキシル基含有率、ポリビニルブチラールの含有量およびブチラール化度を表3に示す数値とした以外は、試料番号1と同様にして、誘電体ペーストおよび内部電極ペーストを調製し、さらにグリーンセラミック積層体および焼結体を作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果を表3に示す。
Example 3
A dielectric paste and an internal electrode paste were prepared in the same manner as Sample No. 1 except that the weight average molecular weight and ethoxyl group content of ethyl cellulose, the content of polyvinyl butyral and the degree of butyralization were the values shown in Table 3. Further, a green ceramic laminate and a sintered body were produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
表3より、エチルセルロースの重量平均分子量が本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には(試料番号22)、内部電極ペーストの粘度が低く、スクリーン印刷が不可能であった。一方、エチルセルロースの重量平均分子量が本発明の好ましい範囲よりも大きい場合には(試料番号25)、積層体の接着性に劣り、焼結体においてもクラックが観察された。 From Table 3, when the weight average molecular weight of ethyl cellulose is smaller than the preferred range of the present invention (Sample No. 22), the viscosity of the internal electrode paste was low and screen printing was impossible. On the other hand, when the weight average molecular weight of ethyl cellulose is larger than the preferred range of the present invention (Sample No. 25), the adhesion of the laminate was inferior, and cracks were also observed in the sintered body.
また、エチルセルロースのエトキシル基含有率が本発明の好ましい範囲外である場合には(試料番号26および29)、エチルセルロースの特性が変化してしまい、積層体の接着性に劣り、焼結体においてもクラックが観察された。
また、ポリビニルブチラール樹脂の含有量が本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には(試料番号30)、含有量が少ないため、積層体の接着性に劣り、焼結体においてもクラックが観察された。一方、ポリビニルブチラール樹脂の含有量が本発明の好ましい範囲よりも大きい場合には(試料番号35)、逆に、樹脂量が多すぎるため、焼結体にクラックが発生した。
Further, when the ethoxyl group content of ethyl cellulose is outside the preferred range of the present invention (Sample Nos. 26 and 29), the properties of ethyl cellulose change, resulting in poor adhesion of the laminate, and even in the sintered body. Cracks were observed.
Moreover, when content of polyvinyl butyral resin is smaller than the preferable range of this invention (sample number 30), since content is small, it is inferior to the adhesiveness of a laminated body, and the crack was observed also in the sintered compact. . On the other hand, when the content of the polyvinyl butyral resin is larger than the preferable range of the present invention (Sample No. 35), on the contrary, the amount of the resin is too large, so that cracks occurred in the sintered body.
さらに、粘着付与剤がガムロジンである場合の、ポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度が本発明の好ましい範囲外である場合には(試料番号36および37)、ポリビニルブチラールの特性が変化してしまい、積層体の接着性に劣り、焼結体においてもクラックが観察された。 Furthermore, when the butyralization degree of the polyvinyl butyral resin is outside the preferable range of the present invention when the tackifier is gum rosin (sample numbers 36 and 37), the characteristics of the polyvinyl butyral are changed, and the lamination The adhesiveness of the body was poor, and cracks were also observed in the sintered body.
また、粘着付与剤がテルペンフェノールである場合の、ポリビニルブチラール樹脂のブチラール化度が本発明の好ましい範囲外である場合にも(試料番号41、44)、ポリビニルブチラールの特性が変化してしまい、積層体の接着性に劣り、焼結体においてもクラックが観察された。 In addition, when the tackifier is terpene phenol, when the degree of butyralization of the polyvinyl butyral resin is outside the preferred range of the present invention (sample numbers 41 and 44), the properties of polyvinyl butyral change, The adhesion of the laminate was inferior, and cracks were observed in the sintered body.
1… 積層セラミックコンデンサ
10… コンデンサ素体
2… 誘電体層
3… 内部電極層
4… 外部電極
20… キャリアシート
30… セラミックグリーンシート
32… 外層
40… 内部電極パターン層
50… 余白パターン部分
60… 余白パターン層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer
Claims (6)
前記ブチラール樹脂の重合度が、1000〜2400であり、
前記内部電極パターン層を形成するための内部電極ペーストが、導電体粉末と、有機バインダと、を有しており、
前記有機バインダは、エチルセルロースと、粘着付与剤としてのガムロジン、ロジングリセリンエステルおよび脂環族石油樹脂から選ばれる少なくとも1つと、を有しており、
前記有機バインダが、前記導電体粉末100重量部に対して、2重量部超9重量部未満含有され、前記有機バインダの含有量に対する前記粘着付与剤の含有比率が、5〜50重量%であ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。 A method for producing a multilayer ceramic electronic component comprising a step of alternately stacking a plurality of ceramic green sheets containing ceramic powder and butyral resin and a predetermined pattern of internal electrode pattern layers to obtain a green ceramic laminate,
The degree of polymerization of the butyral resin is 1000-2400,
The internal electrode paste for forming the internal electrode pattern layer has a conductor powder and an organic binder,
The organic binder has ethyl cellulose and at least one selected from gum rosin, rosin glycerin ester and alicyclic petroleum resin as a tackifier,
The organic binder is contained in an amount of more than 2 parts by weight and less than 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder, and the content ratio of the tackifier with respect to the content of the organic binder is 5 to 50% by weight. A method for producing a multilayer ceramic electronic component.
前記ブチラール樹脂の重合度が、1000〜2400であり、
前記ブチラール樹脂のブチラール化度が、55モル%超63モル%以下であり、
前記内部電極パターン層を形成するための内部電極ペーストが、導電体粉末と、有機バインダと、を有しており、
前記有機バインダは、エチルセルロースと、粘着付与剤としてのテルペンフェノールと、を有しており、
前記有機バインダが、前記導電体粉末100重量部に対して、2重量部超9重量部未満含有され、前記有機バインダの含有量に対する前記粘着付与剤の含有比率が、5〜50重量%であ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。 A method for producing a multilayer ceramic electronic component comprising a step of alternately stacking a plurality of ceramic green sheets containing ceramic powder and butyral resin and a predetermined pattern of internal electrode pattern layers to obtain a green ceramic laminate,
The degree of polymerization of the butyral resin is 1000-2400,
The butyral degree of butyral resin is more than 55 mol% and 63 mol% or less,
The internal electrode paste for forming the internal electrode pattern layer has a conductor powder and an organic binder,
The organic binder has ethyl cellulose and terpene phenol as a tackifier,
The organic binder is contained in an amount of more than 2 parts by weight and less than 9 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductor powder, and the content ratio of the tackifier with respect to the content of the organic binder is 5 to 50% by weight. A method for producing a multilayer ceramic electronic component.
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