JP2004273934A

JP2004273934A - 積層セラミック電子部品の製造方法

Info

Publication number: JP2004273934A
Application number: JP2003065311A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tomioka; 弘嗣冨岡; Masahiko Nishiyama; 将彦西山; Kunio Iwakoshi; 邦男岩越
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: JP4075646B2

Abstract

【課題】積層セラミック電子部品を製造する際、積層のための押圧工程を経てもその押圧工程による横広がり変形が抑制できる積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】基材４上にセラミックグリーンシート２を積層形成し、かつその積層方向での押圧によりセラミックグリーンシート２の各層同士の密着性を高めて、セラミックの積層セラミックグリーンブロック１７を作製する積層セラミック電子部品の製造方法において、予め加熱して面方向に膨張変形させた状態の基材４上にセラミックグリーンシート２を積層形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、積層チップインダクタや、積層チップコンデンサ、多層デバイスなどの積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層チップインダクタや、積層チップコンデンサ、多層デバイスなどの積層セラミック電子部品を製造する方法として、アンダーシート４上にセラミックグリーンシートを位置合わせしながら上下に積み重ね、各層の密着性を高めるため、積層するごとに仮圧着し、また、積層工程の終了した積層セラミックブロック全体を積層方向に押圧して本圧着する方法が知られている。
【０００３】
さらに詳述すると、従来においては、圧着時に積層セラミックブロックが極力横方向に拡大変形しないように、仮圧着や本圧着を低圧で行なうようにしている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２３１９９６号公報（全頁、全図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、積み重ねたセラミックグリーンシートを押圧することにより、例えその押圧力が小さくてもそのセラミックグリーンシートが平面方向（通常上下方向に積み重ねるように積層されることから水平面に沿う方向となる）に拡がるように幾分変形するおそれがあるという問題がある。
【０００６】
セラミックグリーンシートが積層時の押圧により横方向に幾分膨張することによって、その積層セラミックブロックとなった状態において積層チップ部品として切り出す切断処理の際に、積層セラミックブロックの平面視中央部近傍では積層チップ部品の切り出しが良好に行なえても、周辺部分では、膨張に伴う位置ずれにより例えば内部電極位置に対して所望の切断しろを確保した状態で切断できなくなるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、積層セラミック電子部品を製造する際、積層のための押圧工程を経てもその押圧工程による横広がり変形が抑制できる積層セラミック電子部品の製造方法の提供を解決課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するために、次のように構成している。
【０００９】
本発明は、基材を加熱して面方向に熱膨張させる第１ステップと、前記第１ステップにより熱膨張状態にある前記基材の面上に複数のセラミックグリーンシートを順次に積層する第２ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１０】
基材としては、フィルム状の樹脂製シート材を用いることが好ましい。ここで、基材の面方向とは、セラミックグリーンシートの積層方向に対して直交する面に沿う方向、すなわちセラミックグリーンシートの積載面に沿う横向きの方向であって、通常水平面に沿う方向となる。
【００１１】
本発明によれば、セラミックグリーンシートが積層された積層セラミックブロック形成後、熱膨張状態となっていた基材の温度が加熱状態よりも低下すると、基材が膨張状態から面方向で収縮し、この収縮に引き摺られて積層セラミックブロックも幾分面方向で収縮するため、積層セラミックブロックは、押圧によって拡大変形した分を元の大きさに戻す側に収縮変形させられる。したがって、基材上に形成された積層セラミックブロックに対し層同士の密着性を高めるため押圧することで積層セラミックブロックが平面方向に幾分拡大変形することがあっても、その後の収縮によってセラミックグリーンシートの積層された状態での位置精度が設計されたものとほぼ一致したものとなり、積層チップ部材としてカットする際のカット位置も設計位置どおりになり、例えば位置ずれの状態でカットされて内部電極が露出し不良品を発生させるような不具合を解消できる。
【００１２】
本発明は、好ましくは、前記基材を積層用ステージ上に保持固定して当該基材の前記熱膨張状態を維持する。熱膨張状態の基材上にセラミックグリーンシートを順次積層しても、当初の熱膨張状態を精度よく維持できるため、所望の大きさの積層セラミックグリーンブロックを確実に得ることができる。
【００１３】
本発明は、好ましくは、前記基材の積層用ステージへの保持固定が真空吸着によってなされる。この場合、真空吸着という簡易な構成によって基材の保持固定を簡易に行なうことができるとともに、単に真空吸着を解除し、室温状態におくだけで基材の温度が低下していって基材は収縮することになる。
【００１４】
本発明は、好ましくは、前記第２ステップが、キャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを前記キャリアフィルムから剥離して、前記基材の面上に順次積層するステップであり、前記基材として、前記セラミックグリーンシートおよび前記キャリアフィルムより熱膨張率が大きいものを用いる。この場合、セラミックグリーンシートおよびキャリアフィルムと、基材とが、同様の加熱温度であっても、基材の方がセラミックグリーンシートおよびキャリアフィルムよりも温度変化に敏感に反応して膨張収縮し易くなっているため、基材の熱膨張量を大きくすることができ、その後の収縮量も大きくなることから、セラミックグリーンシートの積層に伴う押圧で横方向に幾分拡大した積層セラミックグリーンブロックの形状のひずみをより効果的に低減することができる。
【００１５】
本発明は、好ましくは、前記第２ステップが、キャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを前記キャリアフィルムから剥離して、前記基材の面上に順次積層するステップであり、前記基材を、前記セラミックグリーンシートおよび前記キャリアフィルムより高い温度に加熱する。この場合、セラミックグリーンシートおよびキャリアフィルムと、基材とが、同様の熱膨張率を有するものであっても、相対的に基材の熱膨張量を大きくすることができ、その後の収縮量も基材の方が相対的に大きくなることから、セラミックグリーンシートの積層に伴う押圧で横方向に幾分拡大した積層セラミックグリーンブロックの形状のひずみをより効果的に低減することができる。
【００１６】
本発明は、好ましくは、前記第２ステップが、キャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートをセラミックグリーンシート用真空吸着手段により吸着保持させた状態で前記キャリアフィルムと前記セラミックグリーンシートとを剥離した後、前記セラミックグリーンシートを前記積層用ステージ上に移動させて前記基材の面上またはこの面上に積層されている他のセラミックグリーンシート上に積層するステップであって、前記セラミックグリーンシート用真空吸着手段には加熱手段が設けられている。この場合、セラミックグリーンシートは積層前においてキャリアフィルムに裏打ちされた状態で保持され、かつセラミックグリーンシート用真空吸着手段により吸着保持されているからそのグリーンシートがきわめて薄肉のものであっても取り扱い易くなっているとともに、キャリアフィルムをセラミックグリーンシートから剥離した後、セラミックグリーンシートの積層が円滑に行える。
【００１７】
本発明は、好ましくは、前記第２ステップの後に、前記セラミックグリーンシートを積層した積層セラミックグリーンブロックが前記基材上に形成された状態で、前記積層セラミックグリーンブロックを複数のチップ体に切断し、その後で前記基材から分離する第３ステップを含む。この場合、積層チップ部材を積層セラミックブロックから切り出す工程において、先に互いに分離状態となった積層チップ部材が基材に付着したままとなっていて、ばらばらに分散されたものとならないから、各積層チップ部材が取り扱い易いものとなっている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１ないし図１１に、本発明に係る製造方法の一例を示している。図１は、積み重ねステージ上に基材としてのアンダーシートを載置する過程を示す縦断面図、図２は、積み重ねステージ上にアンダーシートが載置された状態を示す縦断面図、図３は、キャリアフィルム付きグリーンシートを保持した圧着用ヘッドを示す縦断面図、図４は、アンダーシート上にセラミックグリーンシートを積み重ねた状態を示す縦断面図、図５は、積み重ねステージ上に積層セラミックブロックが積層形成された状態を示す縦断面図、図６は、積み重ねステージから積層セラミックブロックを排出する様子を示す縦断面図（ａ）と、冷却ステージ上に載置された積層セラミックブロックを示す縦断面図（ｂ）、図７は、積層セラミックブロックを本圧着する様子を示す縦断面図、図８は、積層セラミックブロックをカットする様子を示す縦断面図、図９は、アンダーシートから積層チップを分離する様子を示す側面図、図１０は、アンダーシートから積層チップを分離する別の方法を示す縦断面図、図１１は、アンダーシートの加熱した状態とそれから冷却した状態とにおけるひずみの変化の様子を示す説明図である。
【００２０】
まず、図１を参照して、本発明に係る製造方法に用いるセラミックグリーンシート積層装置１について説明する。
【００２１】
このセラミックグリーンシート積層装置１は、セラミックグリーンシート２の積層を行なうためのベースとなる積み重ねステージ３と、この積み重ねステージ３上に基材としてのアンダーシート４や各セラミックグリーンシート２を移動させて載置する移動載置装置５と、制御装置６とを備える構成となっている。
【００２２】
積み重ねステージ３は、上面を水平な平坦面とする金属製ブロックで構成されている。この積み重ねステージ３の上面のアンダーシート４を載置する面には、複数の微小孔７が適宜開口されている。各微小孔７は真空ポンプ８に接続されている。この真空ポンプ８の吸気作動により微小孔７を通して積み重ねステージ３の上面にアンダーシート４が吸引されるので、そのアンダーシート４が積み重ねステージ３へ固定保持されることになる。微小孔７および真空ポンプ８は、真空吸着手段９を構成している。また、積み重ねステージ３には、加熱手段としてのヒータ１０および温度センサ（図示せず）が設けられており、このヒータ１０および温度センサによって積み重ねステージ３の上面部分に対する加熱制御が行なえるようになっている。その加熱制御は制御装置６によって行われる。
【００２３】
移動載置装置５は、図示しない供給部（セラミックグリーンシート積層装置１に備えられていても良いし、セラミックグリーンシート積層装置１とは別構成の装置であっても良い）にセットされたアンダーシート４やセラミックグリーンシート２を吸引して持ち上げた後、その供給部から積み重ねステージ３上に移動して、次いで、吸引保持していたアンダーシート４等を積み重ねステージ３上に積み重ねていく動作を繰り返す構成となっている。移動載置装置５において、アンダーシート４等を吸引保持し、積み重ねステージ３にセラミックグリーンシートを載置し押圧する圧着用ヘッド５Ａは、アンダーシート４等を吸引保持できるよう下面が水平面の平坦面となっているとともに、その下面に複数の微小孔１１が適宜開口し、この微小孔１１を通してアンダーシート４等を吸引するために、各微小孔１１は真空ポンプ１２に接続されている。ここで、微小孔１１および真空ポンプ１２は、第２真空吸着手段１３を構成している。さらに、この移動載置装置５には、圧着用ヘッド５Ａのシート吸着面である下面部を加熱する第２加熱手段としての第２ヒータ１４および温度センサが設けられており、この第２ヒータ１４および温度センサによって圧着用ヘッド５Ａの下面部に対する加熱制御が行なえるようになっている。その加熱制御は制御装置６によって行われる。
【００２４】
制御装置６は、コンピュータ制御するものであって、前記各ヒータ１０，１４の加熱温度の制御や、各真空ポンプ８，１２の駆動制御、移動載置装置５の駆動制御などを行なう。なお、制御装置６、ヒータ１０，１４、真空ポンプ８，１２については、図１にのみ図示し、図２〜図８においてその図示を省略している。
【００２５】
アンダーシート４は、材質がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）（ヤング率：４ＧＰａ、線膨張係数：１５×１０^−６／℃）、厚さが２５０μｍのフィルムを用いている。この場合、アンダーシート４は平面視矩形状のシート材である。
【００２６】
セラミックグリーンシート２は、積層前においては、キャリアフィルム１５によって裏打ちされたものとなっている。以下、その裏打ちされたセラミックグリーンシートを、キャリアフィルム付きグリーンシート１６と称する。キャリアフィルム１５を剥離したセラミックグリーンシートについてセラミックグリーンシート２と称する。また、キャリアフィルム１５にアンダーシート４と同素材であるＰＥＴを使用している。また、セラミックグリーンシートは、平面視矩形状であるとともに、所定パターンの内部電極を印刷などにより成膜形成したものなど複数種類用意されており、積層される順に対応して所定種類のセラミックグリーンシートが選択されて積層されるものとなっている。
【００２７】
上記構成の製造装置による積層セラミックインダクタを例としてその製造方法について説明する。
【００２８】
図１を参照して、まず、圧着用ヘッド５Ａが供給部のアンダーシート４を吸引保持した後、その圧着用ヘッド５Ａが積み重ねステージ３上に移動する。
【００２９】
次に、図２を参照して、圧着用ヘッド５Ａによって吸引保持されたアンダーシート４が積み重ねステージと当接するまで吸引板が下降し、アンダーシート４を積み重ねステージ上に載置する。ヒータによる加熱が行なわれることにより、アンダーシート４が室温よりも高い所定の温度（４５℃）まで加熱される。この加熱している工程が第１ステップに相当する。アンダーシート４は、この加熱に伴う熱膨張による寸法変化が発生した後、真空ポンプを作動させて吸引により積み重ねステージに固定される。なお、アンダーシート４はガラス転移点より高い温度領域で急速にヤング率が低下するため、本実施の形態に示す全ての工程において、アンダーシート４のガラス転移点以下の温度で加工することが望ましい。
【００３０】
次に、図３を参照して、供給部において、キャリアフィルム付きグリーンシート１６のグリーンシート面が圧着用ヘッド５Ａの吸引面（下面）と接するように、圧着用ヘッド５Ａがキャリアフィルム付きグリーンシート１６を吸引保持する。この時、キャリアフィルム付きグリーンシート１６の熱による膨張量がアンダーシート４の膨張量より小さくなるように圧着用ヘッド５Ａの温度（積み重ねステージ３の温度より１０℃低い３５℃に設定している。ただし、キャリアフィルム１５とアンダーシート４の素材が異なる場合は、それぞれの線膨張係数から最適温度を算出し温度設定する必要がある。なお、一般的にキャリアフィルムはグリーンシートに比べて剛性の高いものが使用される。すなわち、キャリアフィルム付きグリーンシート１６の寸法変化はキャリアフィルム１５の寸法変化に依存するため、圧着用ヘッド５Ａの温度はキャリアフィルム１５の熱膨張量から最適値が設定される。
【００３１】
また、キャリアフィルム付きグリーンシートの熱による寸法変化が生じにくい場合、例えば、圧着用ヘッド５Ａが瞬間的に、キャリアフィルム付きグリーンシート１６を吸引保持し、かつそのキャリアフィルム付きグリーンシート１６に対する加熱時間が短い場合等は、圧着用ヘッド５Ａと積み重ねステージ３の温度が同じでも、キャリアフィルム付きグリーンシート１６が熱膨張を生じる前に吸着固定することにより、グリーンシートの膨張抑制効果があるため、上記のように温度差をつけた場合と同様の効果が得られる。
【００３２】
次に、図４を参照して、図示しないキャリアフィルム剥離機構によってキャリアフィルム１５をキャリアフィルム付きグリーンシート１６から剥離し、その後、セラミックグリーンシート２のみを吸引保持した圧着用ヘッド５Ａが積み重ねステージ３の上に移動し、圧着用ヘッド５Ａによって吸引保持されたセラミックグリーンシート２がアンダーシート４と当接するまで圧着用ヘッド５Ａが下降し、かつ、供給したセラミックグリーンシート２を仮圧着する。
【００３３】
アンダーシート４上のセラミックグリーンシート２に対して、所定枚数のグリーンシートを積み重ねステージに供給、仮圧着を繰り返して、所定数のグリーンシートを積層していくことで、複数枚のセラミックグリーンシート２が一体となった積層セラミックブロック１７を得る（図５参照）。なお、セラミックグリーンシート２の積層時の位置合わせを行なうため、圧着用ヘッド５Ａに保持したセラミックグリーンシート２や、積み重ねステージ３上のセラミックグリーンシート２などを撮像装置で撮像し、その撮像された情報に基づいて圧着用ヘッド５Ａあるいは積み重ねステージの位置調整を行うことが好ましい。また、上記したように、アンダーシート４を加熱により膨張させた状態で積み重ねステージ３上に真空吸着により吸着固定する工程を含めて、セラミックグリーンシート２を積層する工程は、第２ステップに相当する。
【００３４】
次に、図６（ａ）を参照して、積み重ねステージ３の吸引を解除した後、アンダーシート４に裏打ちされた積層セラミックブロック１７を圧着用ヘッド５Ａが吸引保持し、セラミック積層体製造装置１の積み重ねステージ３上から積層セラミックブロック１７を排出する。
【００３５】
次に、図６（ｂ）を参照して、アンダーシート４に裏打ちされた積層セラミックブロック１７を、冷却ステージ１８上において常温（２５℃）まで下げる。なお、このような積層セラミックブロック１７の冷却は次の本圧着工程以降に行っても構わない。
【００３６】
加熱温度の高いアンダーシート４は、冷却による収縮が積層セラミックブロック１７よりも大きく、積層セラミックブロック１７はアンダーシート４の収縮力により平面方向に縮むため、積み重ね時と積み重ね完了時とにおいて温度差をつけない場合よりも、積み重ね時の押圧による変形を抑制する効果が顕著に得られる。また、積み重ね時の押圧による変形率よりもアンダーシート４の収縮による変形率が大きくなるように設定することで、積層セラミックブロック１７におけるセラミックグリーンシート２の平面方向での寸法を、積層前の寸法よりも小さくすることも可能である。
【００３７】
図７を参照して、次の本圧着工程では、アンダーシート４に裏打ちされた積層セラミックブロック１７を、吸引機構を有する積層セラミックブロック搬送機構（図示せず）で吸引保持しながら圧着ステージ１９まで供給し、アンダーシート４を圧着ステージ１９で吸引固定し、プレス用治具２０による押圧で本圧着する。これにより、積層セラミックブロックの層間はより強固に密着する。さらに、積層セラミックブロック搬送機構により圧着ステージ１９から排出する。この時の圧着温度はアンダーシート４が軟化、あるいは熱収縮しにくい、ガラス転移点以下であることが望ましい。なお、この工程は前記仮圧着により積層セラミックブロック間に十分な密着が得られる場合、省略可能である。
【００３８】
次に、積層セラミックブロック１７をカットして複数個の積層チップｔを切り出す。図８を参照して、このカットの工程では、アンダーシート４に裏打ちされた積層セラミックブロック１７を、吸引機構を有する積層セラミックブロック搬送機構（図示しない）で吸引保持しながらカットステージ２１まで供給し、カットステージ２１上に吸引固定する。ここで、上下に駆動するカット刃２２に対しカットステージ２１に所定の送りを与え、連続して積層セラミックブロック１７をカットし、カット終了後、カット処理完了した積層セラミックブロック１７は積層セラミックブロック搬送機構によりカットステージ２１より排出される。なお、カット刃２２による切断は、アンダーシート４を完全に切断せずに積層セラミックブロック１７だけを切断するように制御される。これにより、カットされた後の各積層チップｔはアンダーシート４に裏打ち状態で分離されたものとなっている。
【００３９】
積層セラミックブロック１７がカットされた後のアンダーシート４について、次に、図９を参照して、アンダーシート４の背面（積層チップの無い側の面）を回転ロール２４に当ててアンダーシート４を曲げ、積層チップを保持した全領域が回転ロール２４によって曲げられるようにアンダーシート４端部をチャック２３，２３で保持した状態で交互に引っ張る。この交互に引っ張る作業を数回繰り返すことで積層チップｔとアンダーシート４の接触面積を小さくし、積層チップｔをアンダーシート４から分離する。互いに分離された各積層チップｔはさらに外部電極の形成工程などを経て積層チップインダクタとしてその作製が完了する。ここで、積層セラミックブロック１７をカット刃２２でカットする工程、および、カットされた後の各積層チップｔをアンダーシート４から分離する工程は、第３ステップに相当する。
【００４０】
なお、本実施の形態では積層チップｔのアンダーシート４からの剥離方法として、アンダーシート４を曲げる方法について記したが、他の方法で代替することも可能である。図１０を参照して、例えば、カットされ、かつアンダーシート４で裏打ちされた状態の全積層チップｔの裏打ちとは反対側の面を粘着シート２５に貼り付けた後、アンダーシート４を積層チップから剥離することで積層チップを粘着シートに転写させ、次いで粘着シート２５を加熱することでその粘着シート２５の粘着力を低下させ、粘着シート２５と積層チップｔとを分離して単品化された積層チップｔを得る方法もある。その際、粘着シート２５としては、例えば５０℃を境に粘着力が変化し、かつ、粘着力の変化が可逆的なフィルムを用いることで、積層チップｔの再付着を防止し、かつ、繰り返し使用できるものがコストアップも抑制できる点で好ましい。
【００４１】
次に、本発明者が本発明の製造方法に従って製造した積層セラミックブロック１７のひずみ具合の測定結果などについて表１に従って説明する。
【００４２】
セラミックグリーンシート積層時のアンダーシート４の加熱された温度を４５℃として条件で、かつキャリアフィルム付きグリーンシート１６の圧着用ヘッド５Ａにおける加熱された温度を各種変更して製造した積層セラミックブロック１７のサンプル１〜４と、比較例として、アンダーシート４を加熱することなく室温（２５℃）と同じままにして製造した積層セラミックブロック１７のサンプル５とにおける、積層前のセラミックグリーンシート寸法と製造後の積層セラミックブロックの寸法との比較によるひずみの測定結果を表１に示す。ここで、ひずみは、積層前のキャリアフィルム付きグリーンシートの平面視矩形状の所定の辺の長さ寸法＝Ｌ１、積層圧着後のアンダーシート４に裏打ちされた積層セラミックブロックの平面視矩形状の前記所定の辺の長さ寸法＝Ｌ２とした場合、ひずみ＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１として算出されている。なお、Ｌ２は、本圧着後で、かつ積層セラミックブロックがアンダーシートに裏打ちされた状態での測定結果である。そして、この実施例に使用したアンダーシートは、材質が上記実施の形態と同じＰＥＴであって、その肉厚は２５０μｍである。
【００４３】
【表１】

表１中、サンプル１とサンプル２とは圧着用ヘッド５Ａにおける加熱温度が３５℃と同じに設定されているが、サンプル１の方は、キャリアフィルム付きグリーンシートの温度が３５℃に十分加熱されたものである。サンプル２の方は、３５℃の圧着用ヘッド５Ａにキャリアフィルム付きグリーンシートを吸着後２秒以内にキャリアフィルムの剥離と積み重ねを行なったものであって、キャリアフィルム付きグリーンシートの温度が３５℃に達していないものである。
【００４４】
また、サンプル３の平面方向のひずみの測定結果がマイナス符号がついたものとなっているのは、積層セラミックブロックが積層前のセラミックグリーンシートよりも縮んだ状態となったことを示している。
【００４５】
表１に示すように、アンダーシートよりキャリアフィルム付きグリーンシートの加熱温度を低くしたサンプル１〜３の場合、平面方向のひずみは小さい、すなわち変形の小さい積層セラミックブロックが得られる。また、キャリアフィルム付きグリーンシートの加熱温度を２５℃にしたサンプル３の場合、元の寸法より小さくなる結果が得られた。さらに、キャリアフィルム付きグリーンシートの加熱時間が短いサンプル２の場合、２５℃（室温）の結果に近い値が得られた。また、加熱したアンダーシートの温度と、加熱したキャリアフィルム付きグリーンシートの温度とが同じであるサンプル４の場合でも、積層セラミック電子部品を製造する上での平面方向でのひずみの許容限界とされる０．０００５以下のひずみとなっている。これに対して、比較例としてのサンプル５では、平面方向のひずみが許容限界の０．０００５より高いひずみとなっている。
【００４６】
本発明に係る製造方法で得られる積層セラミック電子部品は、積層セラミックブロックをカットして、チップ状にすることで製造される。この時、積層セラミックブロックのセラミックグリーンシート同士を密着させるための圧着に伴う変形が大きければ、所定の位置でカットできず、内部の電極が露出するといった不良が発生するおそれがあるが、本発明のように、変形を抑制してやることにより、不良の発生を抑制する効果がある。
【００４７】
このような結果が得られた理由をアンダーシートの熱変形量の測定結果で説明する。図１１を参照して、平面視矩形状の素材ＰＥＴからなる肉厚２５０μｍのアンダーシートを２５℃から４５℃に加熱した場合、ひずみ（Ａ）は、０．０００４１発生する。これは加熱による熱膨張を示す。また、４５℃から２５℃に冷却した場合、ひずみ（Ｂ）は、−０．０００４５発生する。ひずみ（Ａ）よりひずみ（Ｂ）の絶対値の方が大きいのは、加熱時の熱膨張量＋わずかな熱収縮が発生して、加熱前より幾分収縮しているためである。ここでのひずみの算出は、上記表１に示したひずみの算出と同様であり、温度変化の前後それぞれのアンダーシート試料の長さ寸法をＬ１，Ｌ２とし、ひずみ＝（Ｌ２−Ｌ１）／Ｌ１として算出されている。
【００４８】
本発明では加熱されたアンダーシート上にグリーンシートを積み重ねて積層セラミックブロックを作製している。また、両者の界面は繰り返し行なわれる仮圧着、さらには、本圧着により強い接着力が働いている。すなわち、熱膨張したアンダーシート上に積層セラミックブロックが形成され、両者が強固に接着していることにより、室温である２５℃に冷却されたとき、図１１にＢとして示すように、アンダーシートが収縮することから積層セラミックブロックも収縮させられることになる。表１のサンプル４のように、アンダーシートとキャリアフィルム（ＰＥＴ）付きグリーンシートの加熱温度の差がない場合はこの効果が弱いため、積層セラミックブロックのひずみは幾分大きくなるもの、冷却時のアンダーシートの収縮作用は働くため、許容限界のひずみよりも小さいひずみとなっている。サンプル３の場合は、上図Ｂの効果が最も大きく、ひずみが小さくなる。さらに、加熱されるアンダーシートの温度とキャリアフィルム付きグリーンシートの圧着用ヘッドにおける温度との温度差を大きくすると収縮方向に積層セラミックブロックを変形させることも一層可能となる。
【００４９】
次に、サンプル１とサンプル２とを比較すると、同じ加熱温度３５℃であっても、キャリアフィルム付きグリーンシートを吸引板ですぐに吸着し、キャリアフィルムの剥離と積み重ねを行なえば、キャリアフィルム付きグリーンシートの熱膨張は抑制でき、結果的にサンプル３と同等レベルの抑制効果が得られることがわかる。
【００５０】
なお、積層時におけるキャリアフィルム付きグリーンシートや、アンダーシートの圧着用へッドや積層用ステージ等における固定保持手段は、真空吸着の他、粘着ゴムやピンなどによる位置決めなど、他の手段でも構わない。
【００５１】
また、基材を構成するアンダーシート４の素材としては、ＰＥＴの他に例えばＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などのシート材を用いても良い。セラミックグリーンシートを構成するセラミック材料粉末として、誘電体、磁性体、絶縁体などが挙げられる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、基材上に形成された積層セラミックブロックに対し層同士の密着性を高めるため押圧することで積層セラミックブロックが平面方向に幾分拡大変形することがあっても、セラミックグリーンシートの積層された状態での位置精度が設計されたものとほぼ一致したものとなり、積層チップ部材としてカットする際のカット位置も設計位置どおりになり、例えば位置ずれの状態でカットされて内部電極が露出し不良品を発生させるような不具合を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積み重ねステージ上に基材としてのアンダーシートを載置する過程を示す縦断面図
【図２】積み重ねステージ上にアンダーシートが載置された状態を示す縦断面図
【図３】キャリアフィルム付きグリーンシートを保持した圧着用ヘッドを示す縦断面図
【図４】アンダーシート上にセラミックグリーンシートを積み重ねた状態を示す縦断面図
【図５】積み重ねステージ上に積層セラミックブロックが積層形成された状態を示す縦断面図
【図６】積み重ねステージから積層セラミックブロックを排出する様子を示す縦断面図（ａ）と、冷却ステージ上に載置された積層セラミックブロックを示す縦断面図（ｂ）
【図７】積層セラミックブロックを本圧着する様子を示す縦断面図
【図８】積層セラミックブロックをカットする様子を示す縦断面図
【図９】アンダーシートから積層チップを分離する様子を示す側面図
【図１０】アンダーシートから積層チップを分離する別の方法を示す縦断面図
【図１１】アンダーシートの加熱した状態とそれから冷却した状態とにおけるひずみの変化の様子を示す説明図
【符号の説明】
２セラミックグリーンシート
３積み重ねステージ
４基材（アンダーシート）
９真空吸着手段
１３第２真空吸着手段
１６キャリアフィルム付きグリーンシート
１７積層セラミックブロック
ｔ積層チップ部材

Claims

基材を加熱して面方向に熱膨張させる第１ステップと、
前記第１ステップにより熱膨張状態にある前記基材の面上に複数のセラミックグリーンシートを順次に積層する第２ステップと、
を含む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１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法において、前記基材を積層用ステージ上に保持固定して当該基材の前記熱膨張状態を維持する、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１または請求項２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法において、前記基材の積層用ステージへの保持固定が真空吸着によってなされる、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１または請求項３に記載の積層セラミック電子部品の製造方法において、前記第２ステップが、キャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを前記キャリアフィルムから剥離して、前記基材の面上に順次積層するステップであり、前記基材として、前記セラミックグリーンシートおよび前記キャリアフィルムより熱膨張率が大きいものを用いる、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１または３に記載の積層セラミック電子部品の製造方法において、前記第２ステップが、キャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートを前記キャリアフィルムから剥離して、前記基材の面上に順次積層するステップであり、前記基材を、前記セラミックグリーンシートおよび前記キャリアフィルムより高い温度に加熱する、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ないし請求項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において、前記第２ステップが、キャリアフィルム上に形成されたセラミックグリーンシートをセラミックグリーンシート用真空吸着手段により吸着保持させた状態で前記キャリアフィルムと前記セラミックグリーンシートとを剥離した後、前記セラミックグリーンシートを前記積層用ステージ上に移動させて前記基材の面上またはこの面上に積層されている他のセラミックグリーンシート上に積層するステップであって、前記セラミックグリーンシート用真空吸着手段には加熱手段が設けられている、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１ないし請求項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において、前記第２ステップの後に、前記セラミックグリーンシートを積層した積層セラミックグリーンブロックが前記基材上に形成された状態で、前記積層セラミックグリーンブロックを複数のチップ体に切断し、その後で前記基材から分離する第３ステップを含む、ことを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。