JP4069324B2 - 積層セラミックチップ部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は積層セラミック電子部品の製造方法に係る。詳しくは、部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを部品単位のセラミックグリーンチップ素体として切断し、その切断によっても完全に分離されないブロック状態にあるセラミックグリーンチップ素体（以下、「セラミックグリーンチップ素体のブロック」という。）を圧接ローラで押さえて部品単位に分離するに適用される積層セラミック電子部品の製造方法に関するものである。

一般に、内部電極を片面に複数並べて印刷形成したセラミックグリーンシートを得、そのセラミックグリーンシートを内部電極と交互に複数積層すると共に、内部電極を設けないセラミックグリーンシートを最外層に積層し、この積層セラミックグリーンシートを加圧圧着する各工程により、部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを得、その部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを部品単位に切断してから、積層セラミック電子部品を製造することが行われている。

部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートに対して切断処理を施しても、セラミックグリーンチップ素体のブロックとなって部品単位に完全に分離されない状態が生ずる。このため、従来、部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを部品単位に切断した後、セラミックグリーンチップ素体のブロックをベルトコンベアに送り込むと共に、ベルトコンベアの下方に回る終端付近に配置する圧接ローラにより押さえて部品単位に分離することが行われている。

然し、セラミックグリーンチップ素体のブロックを圧接ローラにより唯単に押さえるだけではセラミック積層グリーンシートに含まれる樹脂の影響により１００％分離することができない。このセラミックグリーンチップ素体のブロックの分離率を向上するため、圧接ローラの圧力を強くすることが考えられるが、それではセラミックグリーンチップ素体の割れや欠けを生ずる原因となるところから好ましくない。

本発明は、部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを部品単位に切断し、その切断後のブロック状態にあるセラミックグリーンチップ素体をベルトコンベアで搬送すると共に、ベルトコンベアの下方に回る終端付近に配置する圧接ローラでセラミックグリーンチップ素体のブロックを押さえて分離するという簡易な手段を適用しながらも、セラミックグリーンチップ素体のブロックを部品単位に確実に分離可能な積層セラミックチップ部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は、樹脂バインダーを含むセラミックグリーンペーストから形成した部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを部品単位のセラミックグリーンチップ素体として切断し、その切断後のブロック状態にあるセラミックグリーンチップ素体を圧接ローラで押さえて個々の部品単位に分離するに適用される積層セラミック電子部品の製造方法であって、
上記切断したセラミックグリーンチップ素体のブロックをベルトコンベアで搬送し、該ベルトコンベアによる搬送途上でセラミックグリーンチップ素体のブロックを加熱炉で９０〜１００℃程度に予熱すると共に、ベルトコンベアの下方に回る終端付近に搬送するまで樹脂バインダーの帯熱温度を６０℃程度のガラス転移温度に保ち、該ガラス転移温度に保ったセラミックグリーンチップ素体のブロックをベルトコンベアの下方に回る終端付近で圧接ローラにより押さえて個々の部品単位に分離し、更に、該ベルトコンベアによるセラミックグリーンチップ素体の搬出側からエアー吐出装置によりエアー圧を作用させて個々のセラミックグリーンチップ素体を４０℃程度に冷却するようにしたことを特徴とする。

本発明の請求項２は、セラミックグリーンチップ素体のブロック全体を斜めに載置させて一隅を先頭にベルトコンベアで搬送し、圧接ローラのローラ面が各セラミックグリーンチップ素体の対角線上に接するようにしたことを特徴とする。

本発明の請求項３は、ベルトコンベアによるセラミックグリーンチップ素体の搬出側からエアー吐出装置により１．５３Ｋｇ／ｃｍ^２程度のエアー圧を作用させて個々のセラミックグリーンチップ素体を４０℃程度に冷却するようにしたことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る積層セラミックチップ部品の製造方法に依れば、樹脂バインダーの帯熱温度がガラス転移温度の帯熱状態にあるセラミックグリーンチップ素体のブロックを圧接ローラにより押さえることから、樹脂バインダーによる素体相互の付着力を下げられてセラミックグリーンチップ素体のブロックを個々の部品単位に圧接ローラで確実に分離でき、更に、ベルトコンベアによるセラミックグリーンチップ素体の搬出側からエアー吐出装置によりエアー圧を作用させて個々のセラミックグリーンチップ素体を４０℃程度に冷却することから、個々に分離された素子相互が再付着するのも防ぐことができる。

本発明の請求項２に係る積層セラミックチップ部品の製造方法に依れば、セラミックグリーンチップ素体のブロック全体を斜めに載置させて一隅を先頭にベルトコンベアで搬送し、圧接ローラのローラ面が各セラミックグリーンチップ素体の対角線上に接することから、セラミックグリーンチップ素体のブロックを圧接ローラで部品単位に確実に分離することができる。

本発明の請求項３に係る積層セラミックチップ部品の製造方法に依れば、ベルトコンベアによるセラミックグリーンチップ素体の搬出側からエアー吐出装置により１．５３Ｋｇ／ｃｍ^２程度のエアー圧を作用させて個々のセラミックグリーンチップ素体を４０℃程度に冷却することから、個々のセラミックグリーンチップ素体を低いエアー圧で再付着するのを防ぐことができる。

以下、添付図面を参照して説明すると、図１で示す装置は部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを部品単位に切断した後、セラミックグリーンチップ素体のブロックＢをベルトコンベア１で搬送すると共に、ベルトコンベア１の下方に回る終端付近に配置する圧接ローラ２によりセラミックグリーンチップ素体のブロックＢを押さえて部品単位に分離するものとして適用されている。この適用対象には、積層セラミックコンデンサやチップ抵抗等の積層セラミックチップ部品を製造するものが挙げられる。

その積層セラミックチップコンデンサの製造工程を説明すると、ＢａＴｉＯ_３の誘電体磁器粉体を主材とし、ＭｇＯ，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｙ_２Ｏ_３，Ｖ_２Ｏ_５，ＢａＯ，ＳｉＯ_２，ＣａＯの金属酸化物乃至は磁器添加物を含むセラミック粉末原料、アクリル系等の樹脂バインダー、可塑剤、樹脂バインダー用並びに可塑剤用の有機溶剤を組成材料として混練することによりセラミックグリーンペーストを作製する。

そのセラミックグリーンペーストによっては、ポリエチレンテレフタレートフイルム等のキャリアシートのシート面にドクターブレード法で転写することによりセラミックグリーンシートを形成する。このセラミックグリーンシートは乾燥処理を施し、ニッケル等の導電性ペーストにより所定パターンの内部電極を碁盤目状に複数個並べて片面にスクリーン印刷し、部品複数個取り用の面積を有するセラミックグリーンシートとして裁断する。その内部電極を設けたセラミックグリーンシートの他に、内部電極を設けないセラミックグリーンシートを最外層用として用意する。

内部電極を印刷形成したセラミックグリーンシートは、内部電極とセラミックグリーンシートが交互になるよう複数積層する。最外層には内部電極が設けられていないセラミックグリーンシートを積層した後、全体を加圧圧着することにより部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートとして得る。この部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを刃角度１０°程度のカッターでＸ，Ｙ方向に切断する。その切断によっても、完全には個々の部品単位に分離されないセラミックグリーンチップ素体のブロックとして得られる。

そのセラミックグリーンチップ素体のブロックＢは、図２で示すようにセラミックグリーンチップ素体のＸ，Ｙ方向に切断された一隅が先頭になるよう全体を斜め状態に搭載させてベルトコンベア１で搬送する。これにより、圧接ローラ２のローラ面が各セラミックグリーンチップ素体の対角線上に接し、セラミックグリーンチップ素体のブロックＢを圧接ローラ２で押さえることから部品単位に確実に分離できる。

茲で適用する装置には、セラミックグリーンチップ素体のブロックＢを少なくともガラス転移温度以上の帯熱状態に予熱する加熱炉３がベルトコンベア１による搬送途上に備えられている。そのベルトコンベア１としては、搬送速度乃至は距離により、樹脂バインダーの帯熱温度を終端付近までガラス転移温度の帯熱状態に保つようセラミックグリーンチップ素体のブロックＢを搬送するものが備えられている。これにより、セラミックグリーンチップ素体のブロックＢを部品単位に分離する圧接ローラ２にベルトコンベア１で送り込むという同じ工程内で樹脂バインダーの帯熱温度をガラス転移温度の帯熱状態に設定できる。

その装置を適用することから、上述した積層セラミックチップコンデンサ用のセラミックグリーンチップ素体を分離する場合を例示すると、加熱炉３ではセラミックグリーンチップ素体のブロックＢを９０〜１００℃程度に加熱し、ベルトコンベア１の終端付近では樹脂バインダーの帯熱温度を６０℃程度の帯熱状態に保てばよい。この樹脂バインダーの帯熱温度をガラス転移温度の帯熱状態に保つことから、樹脂バインダーによる素体相互の付着力を下げられて部品単位に確実に分離できる。

ベルトコンベア１は、圧接ローラ２との進出角を３０°程度に保ち、終端側を下り勾配に進行回動することから圧接ローラ２により部品単位に分離したセラミックグリーンチップ素体を個々に搬出することができる。圧接ローラ２では、セラミックグリーンチップ素体のブロックを３Ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力で押圧すればよい。

その個々に分離したセラミックグリーンチップ素体の搬出側には、エアー圧を作用するエアー吐出装置４が装備されている。従来、そのエアー圧としては４．０Ｋｇ／ｃｍ^２程度を作用させているが、上述した工程によれば、１．５３Ｋｇ／ｃｍ^２程度のエアー圧を作用すればよい。このエアー圧の作用により、セラミックグリーンチップ素体の分離を助長できると共に、セラミックグリーンチップ素体を４０℃程度に冷却することから、個々に分離された素子相互が再付着するのを防げる。

加圧ローラ２としては、弾性ゴムやスポンジ等をローラ面に被覆した弾性部材のものを装備するとよい。その弾性ゴムやスポンジ等の被覆ローラに代えて、図３で示すように加圧ローラ２と同調回転する弾性ゴムやスポンジ等の弾性ベルト５を介して加圧ローラ２による押圧力をセラミックグリーンチップ素体のブロックＢに作用してもよい。これにより、割れや欠けが個々に分離するセラミックグリーンチップ素体に生ずるのを防げる。

その他に、ベルトコンベア１にはコンベアベルトの終端側を水平状態から所定の曲率で回向走行させるようスライドガイドするガイドプレート６を装備することができる。このガイドプレート６では、加圧ローラ２により押さえるセラミックグリーンチップ素体のブロックＢをコンベアベルトの水平面から湾曲面に安定よく移行させられるため、セラミックグリーンチップ素体のブロックＢをより確実に分離するよう加圧ローラ２による押圧力を作用できる。

本発明の有効性を確認するべく、部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを各々７０個の部品単位に切断したブロックに対し、本発明と従来方法を適用することにより分離処理を行った。その結果から、付着不良率，外観不良を検査したところ、次の表１で示す通りであった。このうち、付着不良率は各ブロックの平均値を示し、外観不良は潰れやクラックの入ったものも不良とした。

この表１で示すように、従来方法に比べて、本発明では付着不良率を１／３弱に減少でき、外観不良発生率も１／５弱に減少できることが確認できた。

このように、各部品単位に分離したセラミックグリーンチップ素体は脱脂処理した後、内部電極が酸化しないよう酸素濃度を制御したＮ_２+Ｈ_２(水素５％)の雰囲気炉の内部で１３００℃程度の温度で焼成処理し、外部電極としてＣｕペーストを両端部に塗布焼付けし、更に、メッキ処理をＮｉメッキ，Ｓｎメッキの順でＣｕ被膜に施すことにより積層セラミックチップコンデンサとして製造できる。

本発明に係る積層セラミックチップ部品の製造方法を適用する装置としてセラミックグリーンチップ素体のブロックを分離する装置を示す側面図である。 本発明に係る積層セラミックチップ部品の製造方法を適用する装置としてセラミックグリーンチップ素体のブロックを搭載するベルトコンベアを示す平面図である。 本発明に係る積層セラミックチップ部品の製造方法を適用する装置として別の形態に係るセラミックグリーンチップ素体のブロックを分離する装置を部分的に示す側面図である。

符号の説明

Ｂ セラミックグリーンチップ素体のブロック
１ ベルトコンベア
２ 加圧ローラ
３ 加熱炉
４ エアー吐出装置

Claims (3)

1. 樹脂バインダーを含むセラミックグリーンペーストから形成した部品複数個取り用のセラミック積層グリーンシートを部品単位のセラミックグリーンチップ素体として切断し、その切断後のブロック状態にあるセラミックグリーンチップ素体を圧接ローラで押さえて個々の部品単位に分離するに適用される積層セラミック電子部品の製造方法であって、
   上記切断したセラミックグリーンチップ素体のブロックをベルトコンベアで搬送し、該ベルトコンベアによる搬送途上でセラミックグリーンチップ素体のブロックを加熱炉で９０〜１００℃程度に予熱すると共に、ベルトコンベアの下方に回る終端付近に搬送するまで樹脂バインダーの帯熱温度を６０℃程度のガラス転移温度に保ち、該ガラス転移温度に保ったセラミックグリーンチップ素体のブロックをベルトコンベアの下方に回る終端付近で圧接ローラにより押さえて個々の部品単位に分離し、更に、該ベルトコンベアによるセラミックグリーンチップ素体の搬出側からエアー吐出装置によりエアー圧を作用させて個々のセラミックグリーンチップ素体を４０℃程度に冷却するようにしたことを特徴とする積層セラミックチップ部品の製造方法。
2. 上記セラミックグリーンチップ素体のブロック全体を斜めに載置させて一隅を先頭にベルトコンベアで搬送し、圧接ローラのローラ面が各セラミックグリーンチップ素体の対角線上に接するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の積層セラミックチップ部品の製造方法。
3. 上記ベルトコンベアによるセラミックグリーンチップ素体の搬出側からエアー吐出装置により１．５３Ｋｇ／ｃｍ^２程度のエアー圧を作用させて個々のセラミックグリーンチップ素体を４０℃程度に冷却するようにした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チップ部品の製造方法。
   

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