JP3698029B2 - 積層セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層セラミック電子部品の製造方法に関するもので、特に、複数枚のセラミックグリーンシートを積層して積層体を作製するにあたって、各セラミックグリーンシートを積層する毎に圧着する工程を繰り返すようにした、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。
【０００２】
【従来の技術】
多層セラミック基板、積層セラミックコンデンサまたは積層セラミックインダクタのような積層セラミック電子部品を製造するにあたり、複数枚のセラミックグリーンシートを積層する工程が実施される。また、このような積層工程において、セラミックグリーンシートの位置ずれが生じないようにするため、１枚のセラミックグリーンシートを積層する毎に、このセラミックグリーンシートを、前に積層されたセラミックグリーンシートに対して圧着させるように加圧する圧着工程が実施されることもある。このような積層工程と圧着工程との繰り返しは、たとえば特開平９−１０４０１６号公報に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、各セラミックグリーンシートを積層する毎に圧着する工程を繰り返したとき、図２６に正面図で示すように、得られた積層体６１において、破線で示す台形となるような変形が生じていることがある。これは、積層体６１を構成する複数枚のセラミックグリーンシートのうち、より前に積層されたものほど、より多くの回数の圧着工程を受けることになり、したがって、主面方向での伸びの度合いがより高くなるためである。
【０００４】
また、図２７は、積層体６１の平面図である。図２７において破線で示すように、積層体６１は、その側面の中央部が膨れ出すように変形することもある。このような変形も、各セラミックグリーンシートを積層する毎に圧着する工程を繰り返す場合に生じやすい。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、積層セラミック電子部品の製造方法を提供しようとすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、複数枚のセラミックグリーンシートを１枚ずつ積層する積層工程と、１枚のセラミックグリーンシートを積層する毎に、このセラミックグリーンシートを、前に積層されたセラミックグリーンシートに対して圧着させるように加圧する圧着工程とを備える、積層セラミック電子部品の製造方法に向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、圧着工程においてセラミックグリーンシートに及ぼされる負荷を、より後の圧着工程になるほど、相対的に小さくするように、繰り返される当該圧着工程間で変える負荷変更期間があることを特徴としている。
【０００７】
上述した負荷としては、圧着工程での加圧の圧力や圧着工程を実施する時間等によって決定される。
【０００８】
前述の負荷変更期間において、負荷は、１回の圧着工程を終える毎に、より小さくされたり、あるいは、複数回の圧着工程を終える毎に、より小さくされたりすることができる。
【０００９】
また、負荷変更期間の後、負荷が一定に保たれたまま、複数回の圧着工程が繰り返される期間があってもよい。いずれにしても、得られた積層体を構成する複数枚のセラミックグリーンシートの主面方向での伸びが積層方向に関して均一であればよく、そのため、負荷が一定に保たれたまま、複数回の圧着工程が繰り返されることもあり得る。
【００１０】
また、この発明において、複数回の負荷変更期間があり、２つの負荷変更期間の間で、負荷が大きくされる段階があってもよい。たとえば、セラミックグリーンシートに含まれるバインダ量が少ない場合や、セラミックグリーンシート上に形成される導体膜の面積が大きい場合には、セラミックグリーンシート自身が有する接着力が小さくなることがあり、このようなセラミックグリーンシートに対しては、より大きな接着力を得るため、圧着時にセラミックグリーンシートに及ぼされる負荷を大きくすることが好ましい。
【００１１】
この発明において、積み重ね用のピン挿入穴をセラミックグリーンシートに設け、積層工程では、ピン挿入穴にガイドピンを挿入することによって位置合わせされた状態で、複数枚のセラミックグリーンシートを積層するようにすることが好ましい。
【００１２】
上述の好ましい実施態様において、セラミックグリーンシートが四角形であるとき、ピン挿入穴は、セラミックグリーンシートの角の部分と各辺に沿う部分とに分布されることが好ましい。
【００１３】
この発明において、キャリアフィルムによって裏打ちされたセラミックグリーンシートが取り扱われることが好ましい。この場合、積層工程では、キャリアフィルムを外方に向けた状態でセラミックグリーンシートが積層される。そして、圧着工程の後、キャリアフィルムが剥離される。
【００１４】
この発明は、前述したような積層工程および圧着工程が、セラミックグリーンシートの周囲を囲む枠のない積層台上で実施されるとき、特に有効である。
【００１５】
また、この発明において、圧着工程の後、積層体を積層方向にさらにプレスするようにしても、あるいは、このような特別なプレス工程を備えず、積層体を積層方向にプレスする工程は、圧着工程をもって完了されるようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の製造方法を実施するために用いられる製造装置１に備える主要な作業部の配置を示す平面図である。
【００１７】
製造装置１は、シート供給部２、コーナーカット部３、積層部４、圧着部５およびフィルム排出部６の各作業部を備え、これらは、図１に示すように配置される。なお、これらの作業部２〜６において実施される具体的な作業については、後述する。
【００１８】
図２は、図１に対応する図であって、製造装置１の概略構成を示す平面図である。図３は、製造装置１の概略構成を示す正面図である。
【００１９】
図１を参照しながら、図２および図３に示された要素について説明すると、シート供給部２には、ラック７が配置される。ラック７には、後述するセラミックグリーンシートを収容した複数個のトレイ８が２列に並んだ状態でセットされている。
【００２０】
コーナーカット部３には、コーナーカット台９が配置される。
【００２１】
積層部４には、積層台１０が配置される。
【００２２】
圧着部５には、圧着装置１１が配置される。
【００２３】
フィルム排出部６には、フィルム排出箱１２が配置される。
【００２４】
また、ラック７に関連して、トレイ引出装置１３が配置される。
【００２５】
また、セラミックグリーンシートを搬送するため、真空吸引に基づきセラミックグリーンシートを吸着保持しながら移動する第１および第２の吸着保持装置１４および１５が設けられる。
【００２６】
積層台１０は、図２および図３に示した位置と圧着装置１１が設けられた位置との間で移動可能とされ、この移動を案内するため、レール１６が設けられる。
【００２７】
また、トレイ引出装置１３は、トレイ８を引き出すためのもので、このような引き出し動作を案内するため、レール１７および１８が設けられる。なお、図２および図３では、レール１８に関連して設けられるトレイ引出装置１３の図示が省略されている。
【００２８】
第１の吸着保持装置１４は、トレイ引出装置１３とコーナーカット台９との間で移動可能であり、また、第２の吸着保持装置１５は、コーナーカット台９と積層台１０との間で移動可能であり、これらの移動を案内するため、レール１９が設けられる。
【００２９】
シート供給部２に配置されたラック７にセットされるトレイ８に収容されるセラミックグリーンシート２０が図４に示されている。
【００３０】
図４を参照して、たとえば厚み５０μｍのキャリアフィルム２１が用意され、このキャリアフィルム２１上にセラミックスラリーを付与することによって、セラミックグリーンシート２０が成形される。このセラミックグリーンシート２０の成形にあたっては、ドクターブレード法、ダイコータ法、ロールコータ法等が適用される。
【００３１】
成形されるセラミックグリーンシート２０の厚みは、たとえば１０μｍ〜３００μｍであり、得ようとする積層セラミック電子部品の設計に応じて、厚みの異なるものが複数種類用意される。
【００３２】
また、このようにキャリアフィルム２１によって裏打ちされたセラミックグリーンシート２０は、図示しないが、ロール状に巻かれた状態で保管される。セラミックグリーンシート２０は、ロールから引き出され、たとえば１５０ｍｍ×１５０ｍｍの寸法となるように、切断線２２に沿って、キャリアフィルム２１とともに切断される。
【００３３】
上述のように所定の寸法に切断されたセラミックグリーンシート２０には、複数個のピン挿入穴２３と複数個の基準穴２４とがキャリアフィルム２１をも貫通するように設けられる。これらピン挿入穴２３と基準穴２４とは、金型またはレーザを用いて同時に形成される。これによって、ピン挿入穴２３と基準穴２４との間で位置ずれが生じる余地がない。
【００３４】
ピン挿入穴２３は、たとえば、直径３〜５ｍｍの大きさとされ、切断された四角形のセラミックグリーンシート２０の周辺部、より詳細には、各角の部分および各辺に沿う部分に配置される。この実施形態では、ピン挿入穴２３は、セラミックグリーンシート２０の各辺より、たとえば３〜７ｍｍ内側の位置において、各辺に沿って５個ずつ配列されている。
【００３５】
基準穴２４は、たとえば、１ｍｍの大きさとされ、切断された四角形のセラミックグリーンシート２０の各辺の中央部に１個ずつ配置される。
【００３６】
なお、図４を参照して説明した工程では、セラミックグリーンシートを切断した後、ピン挿入穴２３および基準穴２４を設けたが、図５に示すように、ロールから引き出されたセラミックグリーンシート２０に、ピン挿入穴２３および基準穴２４を設け、その後、セラミックグリーンシート２０を切断して、所定の寸法となるようにしてもよい。図５において、図４に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３７】
図６には、所定の寸法に切断されたセラミックグリーンシート２０が示されている。このようなセラミックグリーンシート２０には、得ようとする積層セラミック電子部品の設計に応じて、いくつかの加工が施される。
【００３８】
まず、図６に示すように、ビアホール２５が形成され、ビアホール２５が導電性ペースト２６によって充填され、また、導電性ペーストの印刷によって所定のパターンを有する導体膜２７が形成される。ビアホール２５への導電性ペースト２６の充填と導体膜２７の形成とは、同時の工程で達成されても、別の工程で達成されてもよい。
【００３９】
上述したビアホール２５内の導電性ペースト２６および導体膜２７のための導電性ペーストとしては、たとえば、銅、ニッケル、銀または銀・パラジウムを導電成分とするものが用いられる。
【００４０】
ビアホール２５の形成には、レーザまたは金型が適用される。
【００４１】
ビアホール２５への導電性ペースト２６の充填にあたっては、好ましくは、ビアホール２５内に負圧が及ぼされた状態で導電性ペースト２６を付与することが行なわれ、この導電性ペースト２６の付与は、キャリアフィルム２１をマスクとして、キャリアフィルム２１側から行なわれても、スクリーン印刷等を適用しながら、セラミックグリーンシート２０側から行なわれてもよい。
【００４２】
このようなビアホール２５の形成、導電性ペースト２６の充填および導体膜２７の形成は、基準穴２４をたとえばＣＣＤカメラにてセンシングし、これを位置決めの基準としながら実施される。
【００４３】
なお、セラミックグリーンシート２０には、導体膜のみが形成されるものもあり、また、ビアホールには導電性ペーストが充填されないものもある。さらには、このような導体膜やビアホールのいずれもが形成されないものもある。
【００４４】
上述のように所望の加工が施されたセラミックグリーンシート２０は、図７および図８に示すように、トレイ８に収容され、トレイ８は、ラック７にセットされる。前述したように、複数個のトレイ８が２列に並んでラック７にセットされている状態が図７によく示されている。
【００４５】
ラック７は、図７に示すように、外枠２８内に配置され、図示しない昇降機構によって、上下方向に昇降可能とされている。このラック７の昇降によって、特定のトレイ８が、所定の高さ位置にもたらされるように構成されている。トレイ８の各々には、同じ種類のセラミックグリーンシート２０が複数枚積み重ねられて収容されている。そして、複数個のトレイ８の各々に収容されているセラミックグリーンシートを所定の順序で積層することによって、得ようとする積層セラミック電子部品のための積層体を作製することができる。
【００４６】
なお、１個のトレイ８において、複数種類のセラミックグリーンシート２０が所定の順序で積み重ねられて収容されていてもよい。この場合には、特定のトレイ８に収容されている複数枚のセラミックグリーンシート２０を上から順に取り出し、積層することによって、目的とする積層体を作製することができる。
【００４７】
図７に示すように、複数個のトレイ８がラック７にセットされることによって、面積効率を高めることができ、得ようとする積層セラミック電子部品において必要とされるセラミックグリーンシート２０の多様化に面積を大きくすることなく対応することができる。しかしながら、このような利点を望まないならば、複数個のトレイ８が平置きにされてもよい。
【００４８】
必要とするセラミックグリーンシート２０を取り出そうとするときには、図７において特定のトレイ８について図示されているように、必要なセラミックグリーンシート２０を収容するトレイ８が、前述したトレイ引出装置１３によって引き出された状態とされる。図９には、トレイ引出装置１３の詳細が図示されている。
【００４９】
図９を参照して、トレイ引出装置１３の高さ位置に所望のトレイ８がもたらされるようにするため、ラック７が矢印２９で示すように昇降される。次いで、矢印３０方向に延びるレール３１に沿って、チャック３２が移動し、この移動の終端において、矢印３３方向にチャック３２が上昇し、その先端部に設けられた係合ピン３４がトレイ８に係合する。次いで、チャック３２が、レール３１に沿って逆方向へ移動することによって、トレイ８が引き出された状態とされる。
【００５０】
この状態で、前述した第１の吸着保持装置１４が、トレイ８内の最も上のセラミックグリーンシート２０を吸着保持しながら、コーナーカット台９にまで搬送する。
【００５１】
なお、第１の吸着保持装置１４によって吸着保持される最も上のセラミックグリーンシート２０に対して、静電気等によって、すぐ下のセラミックグリーンシート２０が付着していることがあり、そのため、この下のセラミックグリーンシート２０をも同時に取り出されることがある。このことを防止するため、第１の吸着保持装置１４においては、次のような構成が採用されることが好ましい。
【００５２】
すなわち、第１の吸着保持装置１４は、セラミックグリーンシート２０を、その相対向する辺の近傍で吸着保持し、これを持ち上げる瞬間に、これら吸着保持している部分を一時的に互いに近接させることによって、セラミックグリーンシート２０にたるみを生じさせるように構成される。このたるみは、すぐ下のセラミックグリーンシート２０を強制的に分離するように作用する。
【００５３】
第１の吸着保持装置１４によるセラミックグリーンシート２０の取り出しを終えた後、チャック３２は、レール３１に沿って移動し、トレイ８をラック７内に押し戻す。そして、チャック３２が、矢印３３方向へ下降し、係合ピン３４の係合状態を解除した後、レール３１に沿って移動し、ラック７の外の位置に待機する。
【００５４】
なお、この実施形態では、キャリアフィルム２１によって裏打ちされたセラミックグリーンシート２０は、キャリアフィルム２１を上方に向けた状態で取り扱われる。したがって、図７および図８において、トレイ８内に収容されるセラミックグリーンシート２０は、キャリアフィルム２１によって覆われた状態となっている。
【００５５】
上述したセラミックグリーンシート２０の取り出しに関して、得ようとする積層セラミック電子部品のための積層体において必要とするセラミックグリーンシート２０の種類、積層順序および枚数等に関するデータは演算装置（図示せず。）に予め入力されていて、このような演算装置に基づいて、必要なセラミックグリーンシート２０を収容するトレイ８が引き出され、このトレイ８からセラミックグリーンシート２０が１枚ずつ第１の吸着保持装置１４によって取り出されるようにされている。
【００５６】
図１０および図１１には、図１に示したコーナーカット部３の構成が示されている。これらの図面には、図２および図３に示したコーナーカット台９が図示されている。
【００５７】
コーナーカット部３においては、キャリアフィルム２１によって裏打ちされたセラミックグリーンシート２０の４つのコーナーをカットし、除去することが行なわれる。その結果、４つのコーナーには、キャリアフィルム２１のみが残される。このキャリアフィルム２１の４つのコーナーは、キャリアフィルム２１のみを把持することを容易にし、そのため、後述する剥離工程において、キャリアフィルム２１のみを把持しながらセラミックグリーンシート２０から剥離することを容易にする。
【００５８】
コーナーカット台９の上方には、押さえ板３５が配置される。押さえ板３５は、上下方向に移動可能とされ、その下方への移動の結果、コーナーカット台９上に搬送されたセラミックグリーンシート２０をコーナーカット台９に向かって押圧する。
【００５９】
また、コーナーカット台９の４つのコーナーは切り欠かれ、ここに、面取り部９ａが形成され、これら面取り部９ａに対向するように、カット刃３６がそれぞれ配置される。カット刃３６の動作は、図１２に示されている。
【００６０】
図１２（１）に示すように、カット刃３６が上昇したとき、セラミックグリーンシート２０の各コーナーにおいて、キャリアフィルム２１を残して、セラミックグリーンシート２０のみがカットされる。
【００６１】
次いで、図１２（２）に示すように、カット刃３６は、矢印３７方向へスライド動作し、それによって、セラミックグリーンシート２０のコーナー片３８が除去される。その結果、キャリアフィルム２１のみが４つのコーナーからはみ出た状態が得られる。
【００６２】
その後、図１２（３）に示すように、カット刃３６は、元の位置に戻る。
【００６３】
なお、図１３に示すように、カット刃３６は、所定の支点を中心として、矢印３９方向に回動またはスイングするように構成されてもよい。
【００６４】
また、コーナーカット部３においては、コーナーカット台９上に置かれたセラミックグリーンシート２０が積層されるべきものであるかがチェックされる。そのため、セラミックグリーンシート２０には、その種類に応じて、予めマークが表示されている。このマークは、たとえばバーコードによって与えられる。このようなバーコードは、たとえば、前述した導体膜２７の形成のための印刷時に同時に印刷される。
【００６５】
バーコードを読み取るため、コーナーカット台９の下方には、バーコードリーダ４０が配置され、コーナーカット台９のバーコードが位置する部分には、窓４１が設けられる。
【００６６】
上述したバーコードに代えて、あるいはバーコードとともに、記号化された複数個のパンチ孔がセラミックグリーンシート２０を貫通するように設けられてもよい。パンチ孔は、前述したビアホール２５を形成する工程において、ビアホール２５と同時に形成することができる。パンチ孔は、たとえばカメラによって読み取ることができる。
【００６７】
また、この実施形態では、コーナーカット台９上に置かれたセラミックグリーンシート２０の厚みがチェックされる。そのため、図１１に示すように、接触式のダイヤルゲージ４２がコーナーカット台９の上方に設けられる。ダイヤルゲージ４２は、コーナーカット台９上のセラミックグリーンシート２０、より正確には、その上のキャリアフィルム２１に測定子４３を接触させることによって、コーナーカット台９上のセラミックグリーンシート２０の厚みを測定する。
【００６８】
この厚み測定は、前述したトレイ８から第１の吸着保持装置１４によって取り出され、コーナーカット台９上に置かれたセラミックグリーンシート２０が、不所望にも複数枚重なっていないかどうかをチェックすることを主たる目的としている。
【００６９】
なお、厚み測定は、たとえばレーザ変位計のような非接触式の測定器を用いてもよい。
【００７０】
以上のようにセラミックグリーンシート２０の種類に応じて表示されたバーコードまたはパンチ孔が不適正であったり、厚みが不適正であったりする場合には、コーナーカット台９からセラミックグリーンシート２０が取り除かれる。
【００７１】
なお、バーコードまたはパンチ孔の読み取り工程とダイヤルゲージ４２による厚み測定工程とは、ほぼ同時に行なわれても、いずれか一方が先に行なわれ、いずれか他方が後に行なわれてもよい。
【００７２】
また、この実施形態では、上述したセラミックグリーンシート２０の適否を判断した後に、コーナーカット台９上でのセラミックグリーンシート２０のコーナーカットが実施されるが、セラミックグリーンシート２０の適否を判断する工程は、コーナーカット部３以外の場所で行なわれ、適正と判断されたセラミックグリーンシート２０のみがコーナーカット部３へ搬送されるようにしてもよい。
【００７３】
コーナーカット動作を終えたコーナーカット台９上のセラミックグリーンシート２０は、前述したように、第２の吸着保持装置１５によって、積層台１０上に搬送される。
【００７４】
図１４および図１５は、それぞれ、積層台１０を示す平面図および正面図である。
【００７５】
積層台１０は、各角の部分が切り欠かれ、そこに、面取り部１０ａを形成している。また、積層台１０には、複数本のガイドピン４４が設けられている。ガイドピン４４は、セラミックグリーンシート２０に設けられた前述のピン挿入穴２３内に挿入されるべきものであって、ピン挿入穴２３と同様の配列状態を有している。
【００７６】
ガイドピン４４の直径は、ピン挿入穴２３の直径とほぼ同じとされ、前述したように、ピン挿入穴２３の直径が３〜５ｍｍであるとき、ガイドピン４４の直径も３〜５ｍｍに選ばれる。ガイドピン４４の直径がピン挿入穴２３の直径に比べて小さすぎると、セラミックグリーンシート２０の位置合わせの精度が悪くなり、逆に、大きすぎると、ピン挿入穴２３への挿入が困難になり、ピン挿入穴２３の周囲においてセラミックグリーンシート２０を損傷させることがある。
【００７７】
ガイドピン４４の先端部には、先細状のテーパが設けられることが好ましい。
【００７８】
また、ガイドピン４４は、積層台１０に対して上下動可能に保持され、それによって、図１５に示すような突出状態と図示しない非突出状態とをとり得るようにされる。
【００７９】
また、積層台１０上で複数枚のセラミックグリーンシート２０を積層するにあたっては、図４および図５では図示しないアンダーシート４５が積層台１０に接するように配置されていることが好ましい。アンダーシート４５は、図１９および図２４等に図示されている。アンダーシート４５は、たとえば、表面が荒らされたプラスチックシートから構成される。
【００８０】
積層台１０には、アンダーシート４５を固定するための手段を備えていることが好ましい。アンダーシート４５は、積層台１０に対して、たとえば、粘着によって保持されたり、真空吸引によって保持されたり、機械的手段によって保持されたりすることができる。
【００８１】
真空吸引によって保持される場合、複数個の吸引穴が積層台１０に設けられ、アンダーシート４５が真空吸引に基づいて積層台１０上に保持される。吸引穴の断面形状については任意に選ぶことができるが、その径は、０．４〜１．０ｍｍ程度とされることが好ましい。径が０．４ｍｍより小さいと、吸引穴を設けるための加工が困難になるとともに、十分な保持力を得ることができず、他方、１．０ｍｍより大きいと、セラミックグリーンシート２０に吸引穴の痕跡が残り、外観不良を招いたり、最悪の場合には、セラミックグリーンシート２０の破損がもたらされたりすることがある。
【００８２】
なお、積層台１０に設けられるガイドピン４４の配列は、セラミックグリーンシート２０に設けられるピン挿入穴２３の配列に対応して決定されるものであるが、ピン挿入穴２３の配列を変更することによって、図１６または図１７に示すような配列をもって、ガイドピン４４が積層台１０に設けられることもある。
【００８３】
図１６では、ガイドピン４４は、積層台１０の各角の部分に設けられるとともに、各辺のほぼ中央部に１本ずつ設けられ、その結果、積層台１０の各辺に沿って３本のガイドピン４４が配列されている。
【００８４】
図１７では、ガイドピン４４は、積層台１０の各角の部分に設けられるとともに、各辺の中央部に片寄った位置に２本ずつ設けられ、その結果、各辺に沿って、４本のガイドピン４４が設けられている。
【００８５】
これらガイドピン４４の配列は、後述する圧着工程において、セラミックグリーンシート２０の不所望な変形がより生じにくくするように配慮される。
【００８６】
前述したように、コーナーカット部３においてコーナーカットされたセラミックグリーンシート２０は、第２の吸着保持装置１５によって、積層部４にまで搬送され、積層台１０上のアンダーシート４５上で積層される。この積層を１回終える毎に、積層台１０は、レール１６に沿って移動され、圧着部５に配置された圧着装置１１の下方位置まで移動される。
【００８７】
図１８には、圧着部５に配置された圧着装置１１に備える上金型４６が図示されている。図１８（１）は、上金型４６の上面図であり、図１８（２）は、上金型４６の正面図であり、積層台１０を併せて示しており、図１８（３）は、上金型４６の下面図である。
【００８８】
上金型４６は、全体として、上下方向に移動するように駆動される。この上金型４６の一部は、また、可動部４７を構成し、この可動部４７は、上金型４６の残りの部分から側方へ離れるように移動可能とされる。
【００８９】
上金型４６の下面側には、圧着面を与える圧着部材４８が設けられる。図１８（３）によく示されているように、圧着部材４８の平面形状は、積層台１０の平面形状と実質的に同様であり、４つの角の部分は切り欠かれ、そこに、面取り部４８ａが形成されている。圧着部材４８の圧着面には、積層台１０から突出するガイドピン４４を受け入れるための逃げ穴４９が設けられている。
【００９０】
また、上金型４６の下面側であって、圧着部材４８の４つの角の面取り部４８ａのそれぞれに対向して、把持機構５０および５１が設けられる。これら把持機構５０および５１のうち、把持機構５１については、可動部４７上に位置されている。
【００９１】
把持機構５０および５１は、互いに実質的に同様の構造を有していて、キャリアフィルム２１のコーナーを把持するためのチャック部５２を備え、このチャック部５２は、キャリアフィルム２１を把持および解放するため、開閉可能であり、また、圧着部材４８に対して近接および離隔可能なように、キャリアフィルム２１の対角線方向へ移動可能である。
【００９２】
図１９には、圧着装置１１における上金型４６に関連する動作が示されている。
【００９３】
まず、図１９（１）には、積層台１０が上金型４６の下方の位置まで移動された状態が示されている。この積層台１０上には、アンダーシート４５が敷かれた状態で、キャリアフィルム２１によって裏打ちされた所定寸法のセラミックグリーンシート２０が置かれている。セラミックグリーンシート２０およびキャリアフィルム２１は、ピン挿入穴２３にガイドピン４４を受け入れることによって、積層台１０に対して位置合わせされている。また、セラミックグリーンシート２０は、コーナーカット部３におけるコーナーカット工程を終えたもので、その４つのコーナーが除去されている。
【００９４】
次に、図１９（２）に示すように、上金型４６が下降し、圧着部材４８がセラミックグリーンシート２０に対して圧着作用を及ぼす。このとき、把持機構５０および５１の各々のチャック部５２は、キャリアフィルム２１のコーナーを受け入れるように移動し、次いで、閉じることによって、キャリアフィルム２１のコーナーを把持する。
【００９５】
次に、図１９（３）に示すように、上金型４６が上昇する。このとき、把持機構５０および５１の各々のチャック部５２が、キャリアフィルム２１のコーナーを把持した状態となっているので、上金型４６の上昇に伴い、キャリアフィルム２１がセラミックグリーンシート２０から剥離される。
【００９６】
次に、図１９（４）に示すように、把持機構５０のチャック部５２が開き、キャリアフィルム２１を解放する。他方、把持機構５１のチャック部５２は、把持状態を維持している。
【００９７】
次に、図１９（５）に示すように、把持機構５１のチャック部５２がキャリアフィルム２１を把持した状態のまま、可動部４７が側方へ移動する。この移動の終端において、キャリアフィルム２１は、図１ないし図３に示したフィルム排出部６に配置されたフィルム排出箱１２の上方に位置される。この終端位置において、把持機構５１のチャック部５２が開き、キャリアフィルム２１が解放され、フィルム排出箱１２内へ落とされる。
【００９８】
次に、積層台１０は、図１に示した積層部４へと戻るように移動され、ここで、次のセラミックグリーンシート２０の積層のために待機する。
【００９９】
以上説明したトレイ８からのセラミックグリーンシート２０の取り出しからセラミックグリーンシート２０の圧着およびキャリアフィルム２１の剥離に至る各工程は、目的とする積層セラミック電子部品のための積層体が得られるまで繰り返される。
【０１００】
なお、上述した圧着工程において、セラミックグリーンシート２０に対して、４０〜１００℃の温度が付与されることが好ましい。
【０１０１】
また、上述した圧着工程においてセラミックグリーンシート２０に及ぼされる負荷、たとえば圧力および／または時間は、繰り返される圧着工程間で変えられる。これは、複数枚のセラミックグリーンシート２０を積層して得られた積層体５３において、より前に積層されたセラミックグリーンシート２０ほど、より多くの回数の圧着工程を受けることになるが、それにも関わらず、主面方向での伸びの度合いを、積層方向に関して、より均一にし、前述した図２６に示すような変形が生じないようにすることを主たる目的としている。
【０１０２】
そのため、たとえば、図２０に示すような圧着条件が適用される。図２０において、縦軸は、圧着工程においてセラミックグリーンシート２０に及ぼされる圧力または時間を示し、横軸は、セラミックグリーンシート２０の積層数を示している。
【０１０３】
図２０に示すように、圧着工程における圧力または時間が、セラミックグリーンシート２０の積層数が増えるほど、すなわち、より後の圧着工程になるほど、相対的に小さくされる、負荷変更期間がある。しかも、図２０に示した圧着条件によれば、圧力または時間は、１回の積層工程を終える毎に、すなわち１回の圧着工程を終える毎に、より小さくされる。
【０１０４】
なお、図２０において、上記負荷変更期間の後、破線で示すように、積層数がある程度以上となったときには、圧力または時間が一定に保たれたまま、複数回の圧着工程が繰り返される期間があってもよい。
【０１０５】
上述した図２０に示した圧着条件に関して、圧力が変えられる場合、たとえば、初期の段階で３５０Ｋｇ／ｃｍ² の圧力が付与されるとしたとき、最終的には、２００Ｋｇ／ｃｍ² の圧力にまで小さくされる。
【０１０６】
図２０に示した圧着条件は、たとえば、図２１に示した圧着条件に変更されてもよい。
【０１０７】
図２１に示した圧着条件によれば、圧力または時間は、複数回の積層工程を終える毎に、すなわち複数回の圧着工程を終える毎に、より小さくされる。
【０１０８】
また、図２２に示す圧着条件を採用することもできる。
【０１０９】
図２２に示した圧着条件は、複数回の負荷変更期間があり、２つの負荷変更期間の間で、圧力または時間が大きくされる段階５６があることを特徴としている。
【０１１０】
たとえば、セラミックグリーンシート２０に含まれるセラミック原料やバインダの種類や量、セラミックグリーンシート２０上に形成される導体膜２７の面積等によって、セラミックグリーンシート２０自身が有する接着力が変わり、この接着力が小さい場合には、たとえば、前述したキャリアフィルム２１の剥離に伴ってセラミックグリーンシート２０もその下のセラミックグリーンシート２０から剥離されたりして、キャリアフィルム２１の剥離を順調に行なえない場合がある。そこで、このようにセラミックグリーンシート２０自身の接着力が小さい場合には、このセラミックグリーンシート２０の圧着については、図２２に示すように、圧力または時間といった負荷が大きくされる。
【０１１１】
また、この実施形態では、前述したように、セラミックグリーンシート２０にピン挿入穴２３が設けられ、積層工程は、ピン挿入穴２３にガイドピン４４を挿入することによって位置合わせされた状態で、複数枚のセラミックグリーンシート２０を積層するように実施される。また、ピン挿入穴２３は、セラミックグリーンシート２０の角の部分と各辺に沿う部分とに分布されている。
【０１１２】
このことも、圧着工程におけるセラミックグリーンシート２０の不所望な伸びや変形を抑制するのに効果があり、したがって、図２６または図２７に示すような変形を生じにくくすることができる。
【０１１３】
図２３には、圧着装置の変形例が示されている。図２３において、前述した図１８また図１９に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１１４】
図２３に示した圧着装置１１ａは、前述した圧着装置１１と比較して、上下逆の構成を有している。すなわち、積層台１０が上金型４６側に保持され、その下方に、圧着部材４８ならびに把持機構５０および５１が配置される。
【０１１５】
以上説明したように、積層台１０上で、積層体を得るためのセラミックグリーンシート２０の必要な積層を終了したとき、この積層体５３（図２４または図２５参照）は、アンダーシート４５とともに取り出される。なお、積層体５３を取り出すとき、積層台１０に設けられたガイドピン４４は一旦下降し、引っ込んだ状態とされる。これは、ガイドピン４４の抵抗によって、積層体５３の取り出しミスが生じることを防止するためである。
【０１１６】
取り出された積層体５３は、アンダーシート４５を付けたまま、常温まで冷却され、その後において、図２４に示すように、アンダーシート４５が剥離される。これによって、積層体５３の不所望な伸びや変形を防止することができる。
【０１１７】
次に、図２５に示すように、積層体５３は、そのピン挿入穴２３および基準穴２４が設けられていた部分を除去するため、切断線５４に沿って切断される。このようにすることにより、後で実施されるプレス工程において、ピン挿入穴２３および基準穴２４の存在のために積層体５３が不所望に伸びたり変形したりすることを防止することができる。
【０１１８】
次いで、積層体５３は、図示しないが、凹状の下型と上ポンチとからなるプレス金型内に配置され、その状態で、たとえば剛体プレスによるプレス工程が実施され、積層体５３が積層方向にプレスされる。
【０１１９】
なお、前述した圧着工程での圧力を上げることによって、このプレス工程を省略することも可能である。
【０１２０】
次に、積層体５３は、個々の積層セラミック電子部品のための積層体チップを得るため、たとえば、ダイシングソーまたはカット刃によって切断される。
【０１２１】
次に、積層体チップは、焼成される。次いで、焼結後の積層体チップの外表面、たとえば端面上に、銅、銀、ニッケル等の導電成分を含む導電性ペーストが付与され、乾燥され、焼き付けることによって、外部電極が形成される。外部電極には、必要に応じて、ニッケルおよび／または錫めっきが施される。
【０１２２】
なお、外部電極の形成のため、焼成前の積層体チップ上に導電性ペーストを付与し、積層体チップの焼成と同時に外部電極形成のための焼付けを実施してもよい。この場合、外部電極形成のための導電性ペーストとしては、前述したビアホール２５に充填された導電性ペースト２６や導体膜２７を形成するための導電性ペーストと実質的に同じ組成のものを用いることが好ましい。
【０１２３】
このようにして、所望の積層セラミック電子部品が完成される。
【０１２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、圧着工程においてセラミックグリーンシートに及ぼされる圧力および／または時間といった負荷を、より後の圧着工程になるほど、相対的に小さくするように、繰り返される圧着工程間で変える負荷変更期間があるので、状況に応じて、各圧着工程において最適な負荷を与えることが可能となる。そのため、得られた積層体において、不所望な変形を生じにくくすることができ、また、工程の順調な進行が妨げられるといった事態を生じにくくすることができる。
【０１２５】
特に、この発明によれば、負荷が、より後の圧着工程になるほど、相対的に小さくされる、負荷変更期間を有しているので、積層体を構成する複数枚のセラミックグリーンシートのうち、より前に積層されたものほどより多くの回数の圧着工程を受けることになるにも関わらず、各セラミックグリーンシートの主面方向での伸びを積層方向に関して均一にすることができ、したがって、得られた積層体において、図２６または図２７に示すような変形を生じにくくすることができる。
【０１２６】
また、この発明において、複数回の負荷変更期間があり、２つの負荷変更期間の間で、負荷を大きくする段階があると、積層体を構成する複数枚のセラミックグリーンシートの中に、接着力の小さいセラミックグリーンシートを混在させなければならない場合、この接着力の小さいセラミックグリーンシートに対する圧着において上記負荷を大きくする段階を適用することにより、接着力を大きくすることができる。したがって、たとえば、キャリアフィルムによって裏打ちされた状態でセラミックグリーンシートを積層し、圧着工程の後、キャリアフィルムを剥離しようとしたとき、キャリアフィルムに伴われて、不所望にも、セラミックグリーンシートも剥離されることを防止することができる。
【０１２７】
この発明において、セラミックグリーンシートに積み重ね用のピン挿入穴が設けられ、積層工程が、ピン挿入穴にガイドピンを挿入することによって位置合わせされた状態で、複数枚のセラミックグリーンシートを積層するように実施されるようにすると、積層時におけるセラミックグリーンシートの位置合わせを容易に行なうことができるとともに、積層の前後においてセラミックグリーンシートの位置ずれが生じることを確実に防止することができ、積層の精度を高めることができる。
【０１２８】
上述の場合、セラミックグリーンシートが四角形であり、ピン挿入穴が、セラミックグリーンシートの角の部分と各辺に沿う部分とに分布されていると、ガイドピンのピン挿入穴への挿入によって、セラミックグリーンシートないしは積層体が不所望にも変形することを防止する効果がより高められる。
【０１２９】
この発明において、セラミックグリーンシートがキャリアフィルムによって裏打ちされた状態で取り扱われると、セラミックグリーンシートはキャリアフィルムによって補強され、軟弱なセラミックグリーンシートの取り扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による積層セラミック電子部品の製造方法を実施するために用いられる製造装置１に備える主要な作業部の配置を示す平面図である。
【図２】図１に対応する図であって、製造装置１の概略構成を示す平面図である。
【図３】図２に示した製造装置１の概略構成を示す正面図である。
【図４】図１に示したシート供給部２において供給されるセラミックグリーンシート２０を得るための工程を説明するための平面図である。
【図５】セラミックグリーンシート２０を得るための工程の変形例を説明するための平面図である。
【図６】セラミックグリーンシート２０にビアホール２５および導体膜２７を形成した状態を示す平面図である。
【図７】図１に示したシート供給部２に配置されるラック７の一部を示す斜視図である。
【図８】図７に示したラック７にセットされるトレイ８を単独で示す斜視図である。
【図９】図２に示したトレイ引出装置１３の動作を説明するための側面図である。
【図１０】図１に示したコーナーカット部３の構成を説明するための平面図である。
【図１１】図１０に示したコーナーカット部３の正面図である。
【図１２】図１０および図１１に示したコーナーカット部３のコーナーカット動作を説明するための断面図である。
【図１３】図１２に示したカット刃３６の動作の変形例を説明するための図である。
【図１４】図２に示した積層台１０を示す平面図である。
【図１５】図１４に示した積層台１０の正面図である。
【図１６】積層台１０の第１の変形例を示す平面図である。
【図１７】積層台１０の第２の変形例を示す平面図である。
【図１８】図２に示した圧着装置１１に備える上金型４６を示すもので、（１）は上面図であり、（２）は正面図でありかつ併せて積層台１０を示し、（３）は下面図である。
【図１９】図１８に示した上金型４６の動作を説明するための正面図である。
【図２０】図１９に示した圧着工程での圧着条件の好ましい例を示す図である。
【図２１】図２０に示した圧着条件の変形例を示す図である。
【図２２】図２０に示した圧着条件の他の変形例を示す図である。
【図２３】圧着装置の変形例を示す正面図である。
【図２４】積層体５３からアンダーシート４５を剥離しようとする状態を示す正面図である。
【図２５】積層体５３の周辺部を切断する工程を説明するための平面図である。
【図２６】この発明が解決しようとする課題を説明するための積層体６１の正面図である。
【図２７】この発明が解決しようとする課題を説明するための積層体６１の平面図である。
【符号の説明】
１ 製造装置
４ 積層部
５ 圧着部
１０ 積層台
１１，１１ａ 圧着装置
２０ セラミックグリーンシート
２１ キャリアフィルム
２３ ピン挿入穴
４４ ガイドピン
４６ 上金型
４８ 圧着部材
５３ 積層体
５６ 負荷が大きくされる段階

Claims (12)

1. 複数枚のセラミックグリーンシートを１枚ずつ積層する積層工程と、
   １枚のセラミックグリーンシートを積層する毎に、当該セラミックグリーンシートを、前に積層されたセラミックグリーンシートに対して圧着させるように加圧する圧着工程と
   を備え、
   前記積層工程と前記圧着工程とを繰り返すことによって、積層体を作製するようにした、積層セラミック電子部品の製造方法であって、
   前記圧着工程においてセラミックグリーンシートに及ぼされる負荷を、より後の前記圧着工程になるほど、相対的に小さくするように、繰り返される当該圧着工程間で変える負荷変更期間が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。
2. 前記負荷は、圧力および時間の少なくとも一方によって決定される、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
3. 前記負荷変更期間において、前記負荷は、１回の前記圧着工程を終える毎に、より小さくされる、請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
4. 前記負荷変更期間において、前記負荷は、複数回の前記圧着工程を終える毎に、より小さくされる、請求項１または２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
5. 前記負荷変更期間の後、前記負荷が一定に保たれたまま、複数回の前記圧着工程が繰り返される期間がある、請求項１ないし４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。
6. 複数回の前記負荷変更期間があり、２つの前記負荷変更期間の間で、前記負荷が大きくされる段階がある、請求項１ないし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。
7. 積み重ね用のピン挿入穴を前記セラミックグリーンシートに設ける工程をさらに備え、前記積層工程は、前記ピン挿入穴にガイドピンを挿入することによって位置合わせされた状態で、複数枚の前記セラミックグリーンシートを積層する工程を備える、請求項１ないし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。
8. 前記セラミックグリーンシートは四角形であり、前記ピン挿入穴は、前記セラミックグリーンシートの角の部分と各辺に沿う部分とに分布される、請求項７に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
9. 前記積層工程は、キャリアフィルムによって裏打ちされた前記セラミックグリーンシートを用意する工程と、前記キャリアフィルムを外方に向けた状態で前記セラミックグリーンシートを積層する工程とを備え、
   前記圧着工程の後、前記キャリアフィルムを剥離する工程をさらに備える、請求項１ないし８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。
10. 前記積層工程および前記圧着工程は、前記セラミックグリーンシートの周囲を囲む枠のない積層台上で実施される、請求項１ないし９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。
11. 前記圧着工程の後、前記積層体を積層方向にプレスする工程をさらに備える、請求項１ないし１０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。
12. 前記積層体を積層方向にプレスする工程は、前記圧着工程をもって完了される、請求項１ないし１０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。

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