JP2010192595A - 積層電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層体の主面の二重の窪みの発生を防止することによって、電子部品の外観不良や、変形に起因する内部のデラミネーションを防止することのできる積層電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】積層体の一方の主面と弾性シートとの間に易滑層が配置される位置関係とする。これによって、一方の主面には、滑りやすい易滑層を介して弾性シートから圧力が付与される。この状態でプレスを行うと、弾性シートに圧力が作用することによって、弾性シート部が凹部に入りこむ。このとき、積層体の一方の主面と弾性シートとの間に易滑層が配置されているため、弾性シートが凹部へ向かって収縮しても、主面、あるいは弾性シートのいずれかが易滑層で滑ることによって、弾性シートに引っ張られるような摩擦力を大幅に低減する。
【選択図】図７

Description

本発明は、積層電子部品の製造方法に関する。

積層電子部品の製造方法として、例えば特許文献１のように、内部電極が表面に形成されたセラミックグリーンシート（セラミック生シート）を積層してなる積層体（セラミック積層物）を二つの成形型(上ポンチ及びベース）との間に配置し、一方の成形型のみを移動させることにより積層体をプレスするものが知られている。特許文献１記載の方法では、積層体の一対の主面と二つの成形型との間に一対の弾性シート（上ラバー及び下ラバー）を挟んでいる。通常、プレスされた積層体は切断されて複数のグリーンチップとなる。

特開平０２−１６１７１３号公報

ここで、プレス前の積層体においては、積層時の吸着による圧力によって一方の主面に凹部が形成されるが、上述の製造方法においては、プレス時に凹部の中に更に凹部が形成されてしまうという問題が生じる。具体的には、積層体の凹部が形成される側の主面に弾性シートが直接配置されており、この状態でプレスを行うと、弾性シートの一部が圧力によって積層体の凹部に入り込む。このとき、凹部の周辺の弾性シート表面では、凹部の内側へ向かって収縮力が作用する。ここで、積層体の主面は弾性シートのラバー面と直接接触しているため、それらの面間の摩擦係数は非常に高く、主面の凹部周辺では、弾性シートの収縮に伴い凹部の内側へ向かって引っ張られるような摩擦力が発生する。従って、積層体の主面は凹部の中央部付近へ向かって収縮し、凹部内には更に凹部が形成される（図６参照）。これによって、プレス後においても凹部内に二重の窪みが残存し、積層電子部品の外観不良や、積層体内部のデラミネーションが発生するという問題が生じていた。

本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、積層体の主面の二重の窪みの発生を防止することによって、電子部品の外観不良や、変形に起因する内部のデラミネーションを防止することのできる積層電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る積層電子部品の製造方法は、複数の電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層してなり、セラミックグリーンシートの積層方向で対向する一対の主面を有すると共に当該一対の主面のうち一方の主面に凹部が形成されている積層体を準備する積層体準備工程と、プレス面をそれぞれ有する第１及び第２の成形型を準備する成形型準備工程と、第１の成形型のプレス面と第２の成形型の前記プレス面との間に、第１の成形型のプレス面と積層体の一方の主面とが対向し且つ第２の成形型のプレス面と他方の主面とが対向するように積層体を配置し、静水圧プレスを行うプレス工程と、を有し、プレス工程では、積層体を配置する際に、第１の成形型のプレス面と一方の主面との間に弾性シートを挟むと共に、一方の主面と弾性シートとの間に易滑層を配置することを特徴とする。

本発明に係る積層電子部品の製造方法では、積層体の一方の主面と弾性シートとの間に易滑層が配置される位置関係となる。これによって、一方の主面には、滑りやすい易滑層を介して弾性シートから圧力が付与される。この状態でプレスを行うと、弾性シートに圧力が作用することによって、弾性シートの一部が凹部に入りこむ。このとき、積層体の一方の主面と弾性シートとの間に易滑層が配置されているため、弾性シートが凹部へ向かって収縮しても、主面、あるいは弾性シートのいずれかが易滑層で滑ることによって、弾性シートに引っ張られるような摩擦力を大幅に低減することができる。これによって、プレス後において凹部内に二重の窪みが残存することを防止することができる。以上によって、積層体の一方の主面の二重の窪みの発生を防止することによって、積層電子部品の外観不良や、変形に起因する積層体内部のデラミネーションを防止することができる。

また、本発明に係る積層電子部品の製造方法において、プレス工程では、積層体を配置する際に、一方の主面と弾性シートとの間に、弾性シートと分離していると共に弾性シートの変形に追従して変形するフィルムを挟み、フィルムにおける積層体側の面に易滑層が形成されていることが好ましい。これによって、使用によって易滑層の滑らかさが低下したときは、フィルムを交換するだけの作業でメンテナンスを行うことが可能となる。

また、本発明に係る積層電子部品の製造方法において、プレス工程では、弾性シートにおける積層体側の面に易滑層が形成されていることが好ましい。フィルムなどを挟む必要がなくなるため、プレスの準備における工程数を減らすことが可能となる。

本発明によれば、積層体の主面の二重の窪みの発生を防止することによって、電子部品の外観不良や、変形に起因する内部のデラミネーションを防止することができる。

本発明の第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法のフローを示す図である。 本発明の第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法のうち、プレス工程を説明するための図であり、コンデンサ素体と第１及び第２の成形型と弾性シート及びフィルムとの位置関係を示す模式図である。 プレス工程を模式的に示す工程断面図である。 積層体準備工程においてグリーンシートを積層する様子を模式的に示す工程断面図である。 本発明の第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法における積層体の凹部付近の拡大断面図である。 従来の積層電子部品の製造方法における積層体の凹部付近の拡大断面図である。 本発明の第二実施形態に係る積層電子部品の製造方法における積層体の凹部付近の拡大断面図である。 本発明の第三実施形態及び第四実施形態に係る積層電子部品の製造方法における積層体の凹部付近の拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。なお、以下の実施形態では、積層電子部品として積層コンデンサを製造する。

（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法のフローを示す図である。図２は、第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法のうち、プレス工程を説明するための図であり、コンデンサ素体と第１及び第２の成形型と弾性シート及びフィルムとの位置関係を示す模式図である。図３は、プレス工程を模式的に示す工程断面図である。図４は、積層体準備工程においてグリーンシートを積層する様子を模式的に示す工程断面図である。

まず、図２及び図４に示される積層体１１を準備する（積層体準備工程、図１のステップＳ１１）。積層体１１を準備するにあたって、ＢａＴｉＯ_３を主成分とする誘電体材料を用い、複数のセラミックグリーンシート６を作製する。次に、例えばＮｉを主成分とする導電ペーストをスクリーン印刷し、所定の乾燥工程を行うことにより、セラミックグリーンシート６上に電極パターン７を形成する。各セラミックグリーンシート６には、複数の電極パターン７が所定の間隔で形成される。複数の電極パターン７が形成されたセラミックグリーンシート６を順次積層し、更に電極パターン７が形成されていないセラミックグリーンシート６を積層する。これにより、複数のセラミックグリーンシート６からなる積層体１１が得られる。

図２に示されるように、積層体１１は、セラミックグリーンシート６の積層方向に対向する主面１１ａ，１１ｂと、主面１１ａ，１１ｂを連結する周面１１ｃとを有している。積層体１１の主面１１ａ，１１ｂは平坦面となっている。また、積層体１１は、図４に示されるように、主面１１ａ，１１ｂの対向方向から見たときに、電極パターン７を含む領域８と電極パターン７を含まない領域９とを有している。

また、積層体１１は、図４に示されるように、吸着孔２１が設けられた基板２０上に、セラミックグリーンシート６を吸着孔２１で吸着しながら積層していく工程を経て製造される。セラミックグリーンシート６の積層方向から見て、セラミックグリーンシート６のうち電極パターン７を含まない領域９は、積層時に吸着孔２１に吸い寄せられて撓む。これにより、積層体１１の基板２０に対向する面とは反対側の面に凹部２３ができ、その結果この面は凹凸面となる。なお、積層体１１の基板２０に対向する面には吸着孔２１に吸い寄せられることで凸部が形成されるが、吸着孔２１の径が小さいため、この凸部は凹部２３と比べて無視できる程度となっている。したがって、積層体１１の基板２０に対向する面は、実質的に平坦な面となっている。本実施形態では、基板２０に対向する面、すなわち凹凸がない面を積層体１１の主面（他方の主面）１１ｂとし、基板２０に対向する面とは反対側の面、すなわち凹凸面を積層体１１の主面（一方の主面）１１ａとする。

積層体１１を準備した後、図２，３に示されるようなプレス装置１２を準備する（成形型準備工程、図１のステップＳ１２）。なお、プレス装置１２の準備は積層体１１の準備と平行して行なわれてもよい。

準備されるプレス装置１２は、第１の成形型１３と第２の成形型１４と枠１５とを備えている。枠１５は、積層体１１の周面１１ｃを囲む部分であって、積層体１１と後述する弾性シート１７との位置決め精度を上げるためのものである。枠１５は、貫通孔を有している。第２の成形型１４は、積層体１１を支持する部分であって、枠１５の一端側に位置している。第２の成形型１４は枠１５の一端面と対向する面１４ａを有しており、第２の成形型１４の面１４ａの略中央には枠１５の貫通孔に嵌入可能な凸部１４ｂが設けられている。凸部１４ｂの頂面はプレス面となる面であって、平坦となっている。第２の成形型１４は枠１５に対して嵌合可能となっている。

第１の成形型１３は、移動によって積層体１１に圧をかける部分である。第１の成形型１３は、枠１５の貫通孔の他端側に内挿可能な形状を呈している。また、第１の成形型１３は、枠１５の貫通孔に対して摺動可能となっている。第１の成形型１３の一端面はプレス面となる面であって、平坦となっている。

次に、弾性シート１７を準備する。弾性シート１７としては、例えばゴムシートを用いることができる。また、フィルム３０を準備する。このフィルム３０としては、弾性シート１７と分離されると共に弾性シート１７の変形に追従して変形することのできるＰＥＴフィルムから構成されており、その積層体１１側の面には、シリコーンコートがなされることによって、易滑層３４が形成されている（図５参照）。易滑層３４は、弾性シート１７よりも摩擦が小さく、且つ、弾性シート１７の変形に追従することのできる特性を有している。

次に、図３に示されるように、プレス装置１２と弾性シート１７とフィルム３０とを用いて、積層体１１をプレスする（プレス工程、図１のステップＳ１３）。本工程では、例えば静水圧プレス法を用いることができる。すなわち、プレス装置１２、弾性シート１７、フィルム３０、積層体１１を可撓性の袋３２に真空包装して静水圧プレスを行う。

より具体的には、第２の成形型１４の凸部１４ｂを枠１５の一端側から貫通孔に嵌入させ、第２の成形型１４の面１４ａを枠１５の一端面と当接させる。これにより、第２の成形型１４は、プレス面が貫通孔内に位置した状態で枠１５に固定されることになる。次に、積層体１１を、枠１５の他端側から貫通孔に入れて第２の成形型１４のプレス面上に載置する。このとき、積層体１１の主面１１ｂが第２の成形型１４のプレス面と対向し且つ当接するようにする。

次に、フィルム３０を枠１５の他端側から貫通孔に入れ、易滑層３４側を積層体１１の主面１１ａ上に載置する。これにより、積層体１１の主面１１ａはフィルム３０に形成された易滑層３４によって覆われることになる。次に、弾性シート１７を、枠１５の他端側から貫通孔に入れてフィルム３０上に載置する。これにより、積層体１１の主面１１ａはフィルム３０を介して弾性シート１７によって覆われることになる。積層体１１の主面１１ａを弾性シート１７で覆った後、第１の成形型１３の一端部を、枠１５の他端側から貫通孔に挿入する。そして、第１の成形型１３のプレス面を弾性シート１７に当接させる。これにより、積層体１１が第１の成形型１３のプレス面と第２の成形型１４のプレス面との間に配置され、積層体１１の主面１１ａと第１の成形型１３のプレス面とが対向し、積層体１１の主面１１ｂと第２の成形型１４のプレス面とが対向した状態となる。また、積層体１１の主面１１ａと第１の成形型１３のプレス面との間に弾性シート１７が挟まれ、主面１１ａと弾性シート１７との間に易滑層３４が配置された状態となる。

次に、第１の成形型１３を移動させて積層体１１をプレスする。積層体１１のプレスは、第２の成形型１４及び枠１５の位置を固定した状態で、第１の成形型１３のみを移動させることで行われる。積層体１１がプレスされることにより、セラミックグリーンシート６同士が圧着される。

プレス後、プレス装置１２から積層体１１を取り出す（図１のステップＳ１４）。より具体的には、第１の成形型１３を枠１５から離れる方向に移動させ、第１の成形型１３のプレス面を弾性シート１７から離す。そして、第２の成形型１４を枠１５から離れる方向に移動させ、積層体１１を枠１５の外に露出させる。その後、積層体１１を弾性シート１７及びフィルム３０から取り外す。

積層体１１を取り出した後、積層体１１を切断ラインに沿って切断する。切断ラインは、電極パターン７を含まない領域９上に位置している。積層体１１を切断ラインに沿って切断することにより、複数のグリーンチップが得られる。次に、得られた複数のグリーンチップを所定の温度で焼成する。これにより、コンデンサ素体が完成する。その後、コンデンサ素体に導体ペーストを塗布・焼付けして端子電極を形成し、端子電極にめっき層を形成すると、積層コンデンサが完成する。

次に、本実施形態の積層電子部品の製造方法の作用・効果について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法における積層体１１の凹部２３付近の拡大断面図であり、（ａ）はプレス前の様子を示し、（ｂ）はプレス中の様子を示し、（ｃ）はプレス後の様子を示した図である。図６は、従来の積層電子部品の製造方法における積層体１１の凹部２３付近の拡大断面図であり、（ａ）はプレス前の様子を示し、（ｂ）はプレス中の様子を示し、（ｃ）はプレス後の様子を示した図である。

図６（ａ）に示すように、従来の積層電子部品の製造方法では、積層体１１の主面１１ａに弾性シート１７が直接配置されていた。この状態でプレスを行うと、図６（ｂ）に示すように、弾性シート１７の一部が圧力によって積層体１１の凹部２３に入り込む。このとき、凹部２３の周辺の弾性シート１７表面では、凹部２３の内側へ向かって収縮力が作用する。ここで、積層体１１の主面１１ａは弾性シート１７のラバー面と直接接触しているため、それらの面間の摩擦係数は非常に高く、主面１１ａの凹部２３周辺では、弾性シート１７の収縮に伴い凹部２３の内側へ向かって引っ張られるような摩擦力が発生する。従って、積層体１１の主面１１ａは凹部２３の中央部付近へ向かって収縮し、凹部２３内には更に凹部２３ａが形成される。これによって、図６（ｃ）に示すようにプレス後においても凹部２３内に二重の窪みが残存し、積層電子部品の外観不良や、積層体１１内部のデラミネーションが発生するという問題が生じていた。

一方、本実施形態に係る積層電子部品の製造方法では、図５（ａ）に示すように、積層体１１の主面１１ａと弾性シート１７との間に、弾性シート１７と分離されると共に当該弾性シート１７の変形に追従するフィルム３０が挟まれており、フィルム３０と主面１１ａとの間には易滑層３４が配置される位置関係となる。これによって、主面１１ａには、弾性シート１７よりも摩擦力が低いと共に当該弾性シート１７の変形に追従する易滑層３４と直接接触しながら弾性シート１７から圧力が付与される。この状態でプレスを行うと、図５（ｂ）に示すように、弾性シート１７に圧力が作用することによって、弾性シート１７の一部が凹部２３に入りこみ、その変形に追従してフィルム３０及び易滑層３４も凹部２３に入り込む。このとき、積層体１１の主面１１ａと易滑層３４が直接接触しているため、それらの面間の摩擦係数は低く、弾性シート１７が凹部２３へ向かって収縮しても、主面１１ａが易滑層３４で滑ることによって、弾性シート１７に引っ張られるような摩擦力を大幅に低減することができる。これによって、図５（ｃ）に示すようにプレス後において凹部２３内に二重の窪みが残存することを防止することができる。以上によって、積層体１１の主面１１ａの二重の窪みの発生を防止することによって、積層電子部品の外観不良や、変形に起因する積層体１１内部のデラミネーションを防止することができる。

また、本実施形態に係る積層電子部品の製造方法では、プレス工程において、積層体１１を配置する際に、主面１１ａと弾性シート１７との間に、弾性シート１７と分離されると共に弾性シート１７の変形に追従するフィルム３０を挟み、フィルム３０における積層体１１側の面に易滑層３４が形成されているため、使用によって易滑層３４の滑らかさが低下したときは、フィルム３０を交換するだけの作業でメンテナンスを行うことが可能となる。

（第二実施形態）
次に、図７を参照して本発明の第二実施形態に係る積層電子部品の製造方法について説明する。図７は、本発明の第二実施形態に係る積層電子部品の製造方法における積層体１１の凹部２３付近の拡大断面図であり、（ａ）はプレス前の様子を示し、（ｂ）はプレス中の様子を示し、（ｃ）はプレス後の様子を示した図である。第二実施形態に係る積層電子部品の製造方法では、弾性シート１７と積層体１１との間にフィルム３０を配置することなく、弾性シート１７に易滑層を形成した点で、第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法と主に相違している。

具体的には、図７（ａ）に示すように、弾性シート１７における主面１１ａと対向する面をシリコーンコートすることによって易滑層３４が形成されている。これによって、主面１１ａには、弾性シート１７よりも摩擦力が低いと共に当該弾性シート１７の変形に追従して変形する易滑層３４と直接接触しながら弾性シート１７から圧力が付与される。この状態でプレスを行うと、図７（ｂ）に示すように、弾性シート１７に圧力が作用することによって、弾性シート１７の一部が凹部２３に入りこみ、その変形に追従して易滑層３４も凹部２３に入り込む。このとき、積層体１１の主面１１ａと易滑層３４が直接接触しているため、それらの面間の摩擦係数は低く、弾性シート１７が凹部２３へ向かって収縮しても、主面１１ａが易滑層３４で滑ることによって、弾性シート１７に引っ張られるような摩擦力を大幅に低減することができる。これによって、図７（ｃ）に示すようにプレス後において凹部２３内に二重の窪みが残存することを防止することができる。以上によって、積層体１１の主面１１ａの二重の窪みの発生を防止することによって、積層電子部品の外観不良や、変形に起因する積層体１１内部のデラミネーションを防止することができる。

また、第二実施形態に係る積層電子部品の製造方法では、弾性シート１７に易滑層３４が直接形成されているため、フィルム３０などを挟む必要がなくなるため、プレスの準備における工程数を減らすことが可能となる。

（第三実施形態）
次に、図８（ａ）を参照して本発明の第三実施形態に係る積層電子部品の製造方法について説明する。図８（ａ）は、本発明の第三実施形態に係る積層電子部品の製造方法における積層体１１の凹部２３付近の拡大断面図であり、プレス前の様子を示す図である。第三実施形態に係る積層電子部品の製造方法では、弾性シート１７と積層体１１との間に挟まれたフィルム３０には、積層体１１側の面ではなく弾性シート１７側の面に易滑層３４を形成した点で、第一実施形態に係る積層電子部品の製造方法と主に相違している。

具体的には、図８（ａ）に示すように、弾性シート１７における主面１１ａと対向する面をシリコーンコートすることによって易滑層３４が形成されている。これによって、弾性シート１７は、当該弾性シート１７と分離されると共に摩擦係数が低くされた易滑層３４と直接接触する。この状態でプレスを行うと、弾性シート１７に圧力が作用することによって、弾性シート１７の一部が凹部２３に入りこみ、その変形に追従して易滑層３４及びフィルム３０も凹部２３に入り込む。このとき、弾性シート１７と易滑層３４が直接接触しているため、弾性シート１７が凹部２３へ向かって収縮しても易滑層３４の表面で滑ることによって、凹部２３へ向かって引っ張られるような摩擦力が積層体１１の主面１１ａに作用することを大幅に抑制することができる。これによって、プレス後において凹部２３内に二重の窪みが残存することを防止することができる。以上によって、積層体１１の主面１１ａの二重の窪みの発生を防止することによって、積層電子部品の外観不良や、変形に起因する積層体１１内部のデラミネーションを防止することができる。

（第四実施形態）
次に、図８（ｂ）を参照して本発明の第四実施形態に係る積層電子部品の製造方法について説明する。図８（ｂ）は、本発明の第四実施形態に係る積層電子部品の製造方法における積層体１１の凹部２３付近の拡大断面図であり、プレス前の様子を示す図である。第四実施形態に係る積層電子部品の製造方法では、弾性シート１７ではなく積層体１１の主面１１ａに易滑層３４を直接形成した点で、第二実施形態に係る積層電子部品の製造方法と主に相違している。

具体的には、図８（ｂ）に示すように、積層体１１の主面１１ａをシリコーンコートすることによって易滑層３４が形成されており、凹部２３の表面にも易滑層３４が形成されている。これによって、主面１１ａは、摩擦係数が低くされた易滑層３４を介して弾性シート１７と接触する。この状態でプレスを行うと、弾性シート１７に圧力が作用することによって、弾性シート１７の一部が凹部２３に入りこむ。このとき、弾性シート１７と易滑層３４が直接接触しているため、弾性シート１７が凹部２３へ向かって収縮しても易滑層３４の表面で滑ることによって、凹部２３へ向かって引っ張られるような摩擦力が積層体１１の主面１１ａに作用することを大幅に抑制することができる。これによって、プレス後において凹部２３内に二重の窪みが残存することを防止することができる。以上によって、積層体１１の主面１１ａの二重の窪みの発生を防止することによって、積層電子部品の外観不良や、変形に起因する積層体１１内部のデラミネーションを防止することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨が逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

例えば、セラミックグリーンシート６や電極パターン７の数等は、上記実施形態に示したものに限られない。

１１…積層体、１１ａ…主面（一方の主面）、１１ｂ…主面（他方の主面）、１３…第１の成形型、１４…第２の成形型、１７…弾性シート、３０…フィルム、３４…易滑層。

Claims (3)

1. 複数の電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを複数積層してなり、前記セラミックグリーンシートの積層方向で対向する一対の主面を有すると共に当該一対の主面のうち一方の主面に凹部が形成されている積層体を準備する積層体準備工程と、
   プレス面をそれぞれ有する第１及び第２の成形型を準備する成形型準備工程と、
   前記第１の成形型の前記プレス面と前記第２の成形型の前記プレス面との間に、前記第１の成形型の前記プレス面と前記積層体の前記一方の主面とが対向し且つ前記第２の成形型の前記プレス面と前記他方の主面とが対向するように前記積層体を配置し、静水圧プレスを行うプレス工程と、を有し、
   前記プレス工程では、前記積層体を配置する際に、前記第１の成形型の前記プレス面と前記一方の主面との間に弾性シートを挟むと共に、前記一方の主面と前記弾性シートとの間に易滑層を配置することを特徴とする積層電子部品の製造方法。
2. 前記プレス工程では、前記積層体を配置する際に、前記一方の主面と前記弾性シートとの間に、前記弾性シートと分離していると共に前記弾性シートの変形に追従して変形するフィルムを挟み、
   前記フィルムにおける前記積層体側の面に前記易滑層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層電子部品の製造方法。
3. 前記プレス工程では、前記弾性シートにおける前記積層体側の面に前記易滑層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の積層電子部品の製造方法。

Images