JP2003053656A

JP2003053656A - バレル研磨方法

Info

Publication number: JP2003053656A
Application number: JP2001243768A
Authority: JP
Inventors: Yuji Ukuma; 裕司宇熊
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】水の侵入による特性劣化を防止することがで
き、チッピングの発生を抑えて、充分な研磨量を得るこ
とができるバレル研磨方法を得る。【解決手段】積層セラミックコンデンサの基体１２の
端面に引き出された内部電極１６を充分に露出させるた
め、基体１２にバレル研磨を行なう。バレル研磨は、玉
石と粉体とを研磨材として、水を使用しない乾式で行な
う。研磨材に用いられる玉石として、被研磨物の最も長
い部分の寸法の１．２５倍以下の径を有する玉石を使用
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、バレル研磨方法
に関し、特に、たとえば積層セラミックコンデンサなど
のような内部電極を有するセラミック電子部品のバレル
研磨方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、その製造工程においてバレル研
磨が施される積層セラミックコンデンサの一例を示す図
解図である。積層セラミックコンデンサ１０は、基体１
２を含む。基体１２は、複数の誘電体層１４と内部電極
１６とを積層することによって形成されている。内部電
極１６の隣接するものは、それぞれ基体１２の対向する
端面に交互に引き出される。この内部電極１６が引き出
された端面には、それぞれ外部電極１８，２０が形成さ
れる。これらの外部電極１８，２０が内部電極１６に接
続されることによって、２つの外部電極１８，２０間に
静電容量が形成される。

【０００３】このような積層セラミックコンデンサ１０
を製造するには、誘電体材料で形成されたセラミックグ
リーンシートに内部電極用のパターンが複数印刷され
る。このようなセラミックグリーンシートが積層され、
さらに上下に内部電極用パターンの印刷されていないセ
ラミックグリーンシートが積層される。得られた積層体
を圧着し、内部電極用パターンが形成された部分を分割
するようにカットされて、生チップが得られる。この生
チップを焼成することにより、内部電極１６を有する基
体１２が形成される。

【０００４】この基体１２の端面に電極材料を塗布して
焼き付けることにより、外部電極１８，２０が形成され
るが、生チップを焼成するときに、通常セラミックグリ
ーンシート部分より内部電極用パターン部分のほうが熱
収縮率が大きいため、図２に示すように、焼成によって
形成された内部電極１６が基体１２の端面より奥に入り
込んだ形状となる。そのため、外部電極１８，２０を形
成したときに、内部電極１６と外部電極１８，２０との
接続不良が発生する場合がある。

【０００５】そこで、焼成された基体にバレル研磨を施
し、内部電極１６が基体１２の端面に充分に露出するよ
うにして、外部電極１８，２０と内部電極１６との接続
を確実にしている。このようなバレル研磨の方法として
は、たとえば研磨用の玉石と焼成された基体１２と水と
をバレルポットに投入し、バレルポットを回転させるこ
とによって研磨が行なわれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、玉石と
水とを用いた湿式バレル研磨では、基体の内部に水が侵
入し、特性劣化を起こす可能性がある。また、バレル研
磨中に基体にチッピングが発生し、基体表面が傷つく場
合がある。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、水
の侵入による特性劣化を防止することができ、チッピン
グの発生を抑えて、充分な研磨量を得ることができるバ
レル研磨方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、チップ型電
子部品のバレル研磨方法であって、研磨用の玉石と粉体
とを用いて被研磨物を乾式バレル研磨することを特徴と
し、玉石として被研磨物の最も長い部分の寸法の１．２
５倍以下の径を有する玉石が用いられる、バレル研磨方
法である。このようなバレル研磨方法において、粉体と
して、ＳｉＣで形成された粉体を用いることができる。
また、このＳｉＣで形成された粉体の粒度は＃１０００
以下であることが好ましい。さらに、玉石と粉体の全投
入量に対する粉体の体積比率が、２５容量％〜７５容量
％の範囲にあることが好ましい。また、バレルポットへ
の玉石と粉体の全投入量が、バレルポットの内容積の２
０容量％〜８０容量％の範囲にあることが好ましい。

【０００９】水を用いない乾式バレル研磨法を採用する
ことにより、被研磨物内に水が侵入せず、特性劣化を防
止することができる。また、玉石と粉体とを用いること
により、玉石によって被研磨物が研磨されるとともに、
玉石によって被研磨物に押し当てられた粉体によっても
被研磨物が研磨される。このとき、粉体は緩衝材として
も働き、玉石が強く被研磨材に当ることを防いで、チッ
ピングの発生を抑えることができる。ここで、玉石の径
を被研磨物の最も長い部分の寸法の１．２５倍以下とす
ることにより、玉石が被研磨物に当ったときの衝撃が強
くなりすぎず、被研磨材にチッピングが発生しにくくな
る。さらに、玉石の径が大きすぎないことにより、玉石
と被研磨物との接触確率が上がるため、玉石による研磨
量を確保することができる。ここで、粉体としてＳｉＣ
のような硬質の材料を用いることにより、研磨材として
の効果を得ることができる。特に、その粒度が＃１００
０以下であると、粉体の粒径が小さくなりすぎず、研磨
材としての効果と緩衝材としての効果の両方を得ること
ができる。ここで、粉体の体積比率が、玉石と粉体の全
投入量に対して２５容量％より少ないと、粉体の緩衝材
としての効果が充分に発揮されず、チッピングが発生す
る。また、粉体の体積比率が、玉石と粉体の全投入量に
対して７５容量％を超えると、研磨材としての玉石の効
果が弱められ、内部電極が充分に外部に露出せず、外部
電極と内部電極との間の接続が充分でなくなる場合があ
る。さらに、玉石と粉体の投入量が、バレルポットの内
容積の２０容量％より少ないと、バレルポット内で被研
磨物どうしが強く当ったり、被研磨物と玉石とが強く当
ることにより、チッピングが発生しやすくなる。また、
玉石と粉体の投入量がバレルポットの内容積の８０容量
％を超えると、バレルポット内における研磨材や被研磨
物の動きが小さくなって研磨効果が小さくなり、充分な
研磨量が得られなくなる場合がある。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】チップ型電子部品として、たとえ
ば積層セラミックコンデンサを製造する場合について説
明する。積層セラミックコンデンサを製造するために、
内部電極用パターンとセラミックグリーンシートとが積
層圧着された生チップが形成される。この生チップを焼
成して得られた基体では、図２に示すように、セラミッ
クグリーンシートと内部電極用パターンの熱収縮率の違
いにより、内部電極１６が基体１２の端面から奥に入り
込んだ形状となっている。この基体を研磨するために、
たとえば部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ）で形成された
玉石と、ＳｉＣで形成された粉体とが準備される。

【００１２】次に、バレルポット内に基体と玉石と粉体
とが投入され、バレルポットを回転させることによっ
て、玉石と粉体とにより基体が研磨される。このとき、
粉体は玉石によって基体に押し当てられ、玉石から力を
得た粉体によって基体が研磨される。もちろん、玉石に
よっても、基体の外表面は研磨される。ここで、玉石と
しては、基体の最も長い部分の寸法の１．２５倍以下の
径を有するものが用いられる。このような径を有する玉
石を選択することにより、玉石が基体に当ったときの衝
撃が強くなりすぎず、基体にチッピングが発生しにくく
なる。さらに、玉石の径が大きすぎないことにより、玉
石と基体との接触確率が上がるため、玉石による研磨量
を確保することができる。しかも、水を使用しない乾式
バレル研磨を行なうことにより、水が基体内に侵入せ
ず、水による特性劣化を防ぐことができる。

【００１３】また、粉体の体積比率が、玉石と粉体の全
投入量に対して、２５容量％〜７５容量％となるように
調整される。さらに、粉体としては、粒度＃１０００以
下のものが用いられる。このような粒度を有する粉体を
用いて、上述の粉体の量となるように調整することによ
り、粉体による研磨効果によって基体の端部に内部電極
を露出させることができる。したがって、内部電極と外
部電極との接続を確実に行なうことができる。また、粉
体が研磨材として働くとともに緩衝材としても働き、基
体にチッピングが発生することを抑えることができる。

【００１４】さらに、玉石と粉体の投入量が、バレルポ
ットの内容積の２０容量％〜８０容量％の範囲となるよ
うに調整される。これらの研磨材の量が少なすぎると、
基体どうしが強く当ったり、基体と玉石とが強く当っ
て、基体にチッピングが発生する。また、研磨材が多す
ぎると、バレルポット内における基体と研磨材との動き
が小さくなり、充分な研磨量を得ることができない。そ
れに対して、上述の範囲内の量であれば、基体にチッピ
ングが発生せず、かつ充分な研磨量を得ることができ
る。

【００１５】

【実施例】（実施例１）実施例として、１．６ｍｍ×
０．８ｍｍ×０．８ｍｍのサイズの積層セラミックコン
デンサを評価ワークＡ、２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ×
１．０ｍｍのサイズの積層セラミックコンデンサを評価
ワークＢ、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×１．０ｍｍのサイ
ズの積層セラミックコンデンサを評価ワークＣとして、
バレル研磨を行なった。研磨材として、玉石と粉体とを
同じ体積比率で用いた。玉石としては、直径が０．５ｍ
ｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍ
ｍ、４．０ｍｍ、５．０ｍｍのものを使用し、これらの
玉石の径とチッピング発生率および静電容量不良率とを
調べた。

【００１６】玉石としては、長石を焼結したものの中に
砥粒としてＡｌ₂ Ｏ₃ を約３０重量％含有したものを用
いた。また、粉体としては、ＳｉＣで形成された粒度が
＃２２０のものを用いた。これらの玉石および粉体を内
容積８Ｌのバレルポットに投入した。玉石および粉体の
合計投入量は、バレルポットの内容積の５０容量％とし
た。さらに、ワークＡを５万個、ワークＢを２万個、ワ
ークＣを１万個投入した。そして、回転数２００ｒｐｍ
で、２時間バレルポットを回転し、乾式バレル研磨を行
なった。

【００１７】ワークＡ、ワークＢ、ワークＣについて、
玉石の径とチッピング発生率との関係を調べ、その結果
を表１に示した。ここで、傷の長径が３００μｍ以上あ
るものをチッピングとしてカウントした。また、研磨し
たワークＡ，Ｂ，Ｃに外部電極を形成して静電容量を測
定し、玉石の径と静電容量不良率との関係を調べ、その
結果を表２に示した。ここで、規定容量の９５％以下の
静電容量しかないものを不良品としてカウントした。こ
れらのチッピング発生率および静電容量不良率の調査
は、それぞれのワーク１０００個について行なった。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】表１からわかるように、ワークＡでは、玉
石径が２．０ｍｍ以下でチッピングが発生せず、ワーク
Ｂでは、玉石径が２．５ｍｍ以下でチッピングが発生せ
ず、ワークＣでは、玉石径が４．０ｍｍ以下でチッピン
グが発生していない。このように、各ワークの最も長い
部分の１．２５倍以下の径を有する玉石を用いることに
より、ワークにチッピングが発生するのを防止すること
ができる。これは、玉石が大きすぎないために、玉石が
ワークに当るときの衝撃が小さくなるためであると考え
られる。それに対して、玉石径が各ワークの最も長い部
分の寸法の１．２５倍を超えると、玉石がワークに強く
当り、その衝撃によってチッピングが発生するものと考
えられる。

【００２１】また、表２からわかるように、ワークＡで
は、玉石径が２．０ｍｍ以下で静電容量不良が発生せ
ず、ワークＢでは、玉石径が２．５ｍｍ以下で静電容量
不良が発生せず、ワークＣでは、玉石径が４．０ｍｍ以
下で静電容量不良が発生していない。これは、玉石が大
きすぎないために、粉体を挟まずにワークと玉石とが接
触する確立が高くなって、充分な研磨量を確保でき、内
部電極と外部電極との接続が得られたためであると考え
られる。それに対して、玉石径が各ワークの最も長い部
分の寸法の１．２５倍を超えると、ワークと玉石との間
に粉体が挟まる確立が高くなり、玉石による研磨量が確
保できなくなって、内部電極が充分に露出しない場合が
あり、内部電極と外部電極とが接続されない場合がある
ためであると考えられる。

【００２２】（実施例２）実施例１におけるワークＢに
ついて、直径１．０ｍｍの玉石と、＃２２０の粉体とを
用いて、バレル研磨を行なった。なお、ワークの投入量
は２万個である。ここで、粉体として、ＳｉＣ、Ａｌ₂
Ｏ₃ 、ＺｒＯ₂ で形成されたものを用いた場合について
バレル研磨を行ない、それ以外の条件については、実施
例１と同様の条件でバレル研磨を行った。

【００２３】各粉体を用いた場合について、１０００個
のワークについてチッピング発生率と静電容量不良率と
を調べた。その結果、粉体の種類に関係なく、チッピン
グの発生は見られなかった。なお、静電容量不良率は、
ＳｉＣ粉体を用いた場合には０％であったが、Ａｌ₂ Ｏ
₃粉体を用いた場合には０．３％であり、ＺｒＯ₂ 粉体
を用いた場合には０．８％であった。このような静電容
量不良率の差はわずかであるが、硬質のＳｉＣ粉体を用
いることにより、充分な研磨量を得ることができ、内部
電極が十分に露出して外部電極と接続したものであると
考えられる。

【００２４】（実施例３）実施例１におけるワークＢを
用いて、ＳｉＣ粉体の粒度を変えて、５００個のワーク
についてチッピング発生率を調べ、その結果を表３に示
した。さらに、研磨したワークに外部電極を形成して静
電容量を測定し、１００個のワークについて、ＳｉＣ粉
体の粒度と静電容量の不良率との関係を調べ、その結果
を表４に示した。なお、ワークの投入量は２万個とし、
玉石径は１．０ｍｍとした。その他の条件は、実施例１
と同様とした。

【００２５】

【表３】

【００２６】

【表４】

【００２７】表３からわかるように、＃８０〜＃１５０
０の粒度を有するＳｉＣ粉体によって、チッピングの発
生は見られなかった。また、表４からわかるように、Ｓ
ｉＣ粉体の粒度が＃１５００以上で、静電容量の不良が
発生している。これは、ＳｉＣ粉体の粒度が大きいと、
その粒径が小さくなりすぎてワークの研磨量が少なくな
る場合があり、内部電極が充分に露出せず、内部電極と
外部電極との接続不良が発生しているためであると考え
られる。それに対して、＃１０００以下の粒度を有する
粉体を用いることにより、チッピングが発生せず、静電
容量不良率も０とすることができる。

【００２８】（実施例４）実施例１におけるワークＢを
用いて、粉体と玉石との体積比率を変えて、バレル研磨
を行なった。研磨材として、直径１ｍｍのＰＳＺ玉石
と、＃２２０のＳｉＣ粉体とＡｌ₂ Ｏ₃ 粉体を準備し
た。ワークの投入量は２万個であり、その他の条件は実
施例１と同様とした。

【００２９】ここで、粉体の投入割合を変えてバレル研
磨を行ない、１０００個のワークについてチッピング発
生率を調べて、図３に示した。また、バレル研磨を行な
ったワークに外部電極を形成して静電容量を測定し、１
０００個のワークについて、粉体の投入量と容量不足の
発生率との関係を図４に示した。

【００３０】図３からわかるように、粉体の投入量が研
磨材全体の２５容量％より少ないと、チッピングが発生
している。これは、粉体が研磨材として働くうえに、緩
衝材としても働き、玉石が強くワークに当るのを防ぐ効
果があるが、粉体の量が少ないと、緩衝材としての効果
が得られないためであると考えられる。

【００３１】また、図４からわかるように、粉体の投入
量が研磨材全体の７５容量％を超えると、静電容量の不
良が発生している。これは、粉体の緩衝材としての効果
が強すぎて、玉石による研磨効果が抑えられ、充分に内
部電極が露出しないために、内部電極と外部電極との接
続不良が発生しているためであると考えられる。それに
対して、粉体の割合が、玉石と粉体の全投入量に対して
２５容量％〜７５容量％の範囲内であれば、チッピング
が発生せず、静電容量不良率も０とすることができる。

【００３２】（実施例５）実施例１におけるワークＢに
ついて、バレルポットに投入する研磨材の量を変えて、
チッピング発生率および静電容量不良率を調べた。研磨
材は、直径１ｍｍの玉石と＃２２０のＳｉＣ粉体とを同
じ体積比率で混合したものである。この研磨材を内容積
８Ｌのバレルポットに対して、１０容量％、２０容量
％、５０容量％、８０容量％、９０容量％、９５容量％
投入し、実施例１と同様の条件でバレル研磨を行なっ
た。そして、１０００個のワークについてチッピング発
生率を調べ、その結果を表５に示した。また、１００個
のワークについて静電容量不良率を調べ、その結果を表
６に示した。

【００３３】

【表５】

【００３４】

【表６】

【００３５】表５からわかるように、研磨材の量がバレ
ルポットの内容積に対して１０容量％の場合、ワークに
チッピングが発生している。これは、研磨材の量が少な
いために、ワークどうしが当ったり、ワークと玉石とが
強く当るためであると考えられる。また、表６からわか
るように、研磨材の量がバレルポットの内容積に対して
９０容量％以上の場合、静電容量不良が発生している。
これは、研磨材の量が多すぎるために、バレルポット内
の動きが少なくなり、充分な研磨量が得られず、内部電
極が充分に露出しないために、内部電極と外部電極との
接続が充分に行なわれなかったためであると考えられ
る。それに対して、研磨材の量をバレルポットの内容積
の２０容量％〜８０容量％の範囲とすることにより、チ
ッピングが発生せず、しかも内部電極と外部電極との接
続が確保でき、静電容量不良の発生を防止することがで
きる。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、バレル研磨時に被研
磨物に水の侵入がなく、特性劣化を防止することができ
る。さらに、玉石と粉体とを研磨材として使用し、玉石
の径を被研磨物の最も長い部分の寸法の１．２５倍以下
とすることにより、被研磨物にチッピングが発生するこ
とを抑えるとともに、充分な研磨量を得ることができ
る。このようなバレル研磨方法において、ＳｉＣのよう
な硬質の粉体を用いることにより、充分な研磨効果を得
ることができる。また、粉体の粒度を＃１０００以下と
することにより、研磨材としての効果と緩衝材としての
効果を得ることができ、被研磨物にチッピングが発生せ
ず、かつ充分な研磨量を得ることができる。さらに、玉
石と粉体とを含む全研磨材に対する粉体の体積比率を２
５容量％〜７５容量％とすることにより、また、玉石と
粉体とを含む全研磨材の投入量をバレルポットの内容積
の２０容量％〜８０容量％とすることにより、被研磨物
にチッピングが発生することを抑えることができ、かつ
充分な研磨量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】バレル研磨が適用されるチップ型電子部品の一
例としての積層セラミックコンデンサを示す図解図であ
る。

【図２】図１に示す積層セラミックコンデンサに用いら
れる基体の端部の様子を示す図解図である。

【図３】実施例４において、全研磨材に対する粉体の比
率とチッピング発生率との関係を示す図である。

【図４】実施例４において、全研磨材に対する粉体の比
率と静電容量不良率との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０積層セラミックコンデンサ１２基体１４誘電体層１６内部電極１８外部電極２０外部電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チップ型電子部品のバレル研磨方法であ
って、研磨用の玉石と粉体とを用いて被研磨物を乾式バレル研
磨することを特徴とし、前記玉石として前記被研磨物の
最も長い部分の寸法の１．２５倍以下の径を有する玉石
が用いられる、バレル研磨方法。
【請求項２】前記粉体はＳｉＣで形成された粉体であ
ることを特徴とする、請求項１に記載のバレル研磨方
法。
【請求項３】ＳｉＣで形成された前記粉体の粒度は＃
１０００以下であることを特徴とする、請求項２に記載
のバレル研磨方法。
【請求項４】前記玉石と前記粉体の全投入量に対する
前記粉体の体積比率が、２５容量％〜７５容量％の範囲
にあることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載のバレル研磨方法。
【請求項５】バレルポットへの前記玉石と前記粉体の
全投入量が、前記バレルポットの内容積の２０容量％〜
８０容量％の範囲にあることを特徴とする、請求項１な
いし請求項４のいずれかに記載のバレル研磨方法。