JP3900916B2 - セラミックブロック体のカット方法およびカット装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は積層セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品の製造に使用されるセラミックブロック体のカット方法およびカット装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
積層セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品の製造は、例えば以下のようにして行われる。印刷等の手法により所定の導体パターンを形成したセラミックグリーンシートを積層、圧着してセラミックブロック体を構成する。次に、セラミックブロック体を所定の寸法の積層セラミックチップにカットする。このようにして切断された積層セラミックチップは、焼成炉で焼結された後、端子電極等が形成されてセラミック電子部品とされる。
【0003】
そして、従来、セラミックブロック体は、例えば特開昭61−144811号公報記載のようにしてカットしていた。すなわち、図8に示すように、セラミックブロック体51を、多孔性のシート56を間にしてカット装置の支持テーブル52上に配置し、図示しない基準ガイドにより固定する。この後、支持テーブル52に設けた複数のエアー吸引孔53を通して、矢印A1で示すように一定の吸引圧力でセラミックブロック体51を支持テーブル52の支持面52aに吸引しつつ、カット刃54を上方からセラミックブロック体51に押し当てて所定のサイズの積層セラミックチップ55にせん断切断する。こうして、図8において、セラミックブロック体51を左側から右側に向かって順次切断してゆく。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
カット刃54は厚みを有しているので、セラミックブロック体51をエアーで吸引しつつカットする際、セラミックブロック体51にはカット刃54の両側に内部応力が生じる。この内部応力がカット刃54の両側で互いに均等に作用していれば、カット刃54に両側からそれぞれ作用する力F1およびF2の大きさが等しくなり、カット刃54はセラミックブロック体51に垂直に切り込むことになる。しかし、内部応力がカット刃54の両側で異なっていると、力F1とF2の大きさが異なり、カット刃54が傾いて斜めにセラミックブロック体51に切り込むことになる。
【0005】
ところで、従来のセラミックブロック体のカット方法にあっては、セラミックブロック体51のカット開始時には、図9からも分かるように、未カット部分51aは既カット部分51bよりも面積が大きく、それだけ多くのエアー吸引孔53により吸引される。このため、セラミックブロック体51のカット開始時には、セラミックブロック体51の未カット部分51aの内部応力が既カット部分51bの内部応力よりも大きく、セラミックブロック体51の未カット部分51a側からカット刃54に作用する力F1が、既カット部分51b側からカット刃54に作用する力F2よりも大きくなり、カット刃54が傾く。そして、カットが進行するにつれて、セラミックブロック体51の未カット部分51aの面積が小さくなるので、未カット部分51aの内部応力が小さくなり、力F1およびF2の大きさが変化する。
【0006】
このように、セラミックブロック体51のカット位置により内部応力が変化し、それに応じてカット刃54に両側から作用する力F1およびF2の大きさが変化してカット刃54の傾きもセラミックブロック体51のカット位置により変化する。このカット刃54の傾きの変化により、セラミックブロック体51を高い精度で切断するのが困難であり、カット不良が発生するという問題があった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、セラミックブロック体を垂直に切断して、高い精度でセラミックチップを切り出すことができるセラミックブロック体のカット方法およびカット装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するため、本発明に係るセラミックブロック体のカット方法は、セラミックブロック体を支持テーブル上に載置し、該支持テーブルの支持面に向かってセラミックブロック体をエアーで吸引しつつカット刃でカットするセラミックブロック体のカット方法であって、セラミックブロック体を一方側から他方側にカットする際に、テーブルに対する既カット部分の面積に応じてエアーの吸引圧を上げることを特徴とする。
【0009】
セラミックブロック体を一方側から他方側にカットする際に、テーブルに対する既カット部分の面積に応じてエアーの吸引圧を上げることにより、カット刃の両側にそれぞれ作用するセラミックブロック体の内部応力が等しくなるようにする。これにより、カット刃の両側には、セラミックブロック体から互いに大きさが略等しく逆向きの力を作用させることができ、カット刃の変形が防止される。
【0010】
さらに、支持テーブルの支持面を、セラミックブロック体を吸引する複数の吸引エリアに分割し、各吸引エリアにてエアーの吸引圧力を制御することにより、カット刃の両側にそれぞれ作用するセラミックブロック体の内部応力を各吸引エリア単位で等しくなるようにする。これにより、カット刃の両側には、セラミックブロック体から互いに大きさが略等しく逆向きの力を作用させることができ、カット刃の変形の防止のみならず、吸引圧力の制御も容易になる。
【0011】
例えば、セラミックブロック体の未カット部分を含む吸引エリアの吸引圧力を、既カット部分を含む吸引エリアの吸引圧力よりも小さくすることにより、セラミックブロック体の未カット部分側からカット刃に作用する力が小さくなる。これにより、カット刃には各吸引エリア単位でその両側から互いに大きさが略等しく逆向きの力を作用させることができる。
【0012】
また、セラミックブロック体を順次カットするにつれて、エアーの吸引圧力を増加させることにより、カット刃の両側にそれぞれ作用するセラミックブロック体の内部応力が等しくなるようにする。これにより、カット刃の両側には、セラミックブロック体から互いに大きさが略等しく逆向きの力を作用させることができ、カット刃の変形が防止される。
【0013】
また、本発明に係るセラミックブロック体のカット装置は、セラミックブロック体を支持テーブルの支持面にエアーで吸引するエアー吸引手段を備え、セラミックブロック体をエアーで支持面に吸引しつつカット刃でカットするセラミックブロック体のカット装置であって、セラミックブロック体を一方側から他方側にカットする際に、テーブルに対する既カット部分の面積に応じてエアーの吸引圧を上げる吸引圧力制御手段を備えたことを特徴とする。
【0014】
以上の構成により、吸引圧力制御手段は、セラミックブロック体を一方側から他方側にカットする際に、テーブルに対する既カット部分の面積に応じてエアーの吸引圧を上げ、両側からカット刃に作用するセラミックブロック体の内部応力が等しくなるようにする。これにより、カット刃の両側には、セラミックブロック体から互いに大きさが略等しく逆向きの力を作用させることができ、カット刃の変形が防止される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るセラミックブロック体のカット方法およびカット装置の実施の形態について添付の図面を参照して説明する。セラミックブロック体として、積層型コンデンサのマザー基板を例にして説明するが、積層型インダクタ、積層型LCフィルタや高周波モジュール、多層デバイスのマザー基板、多層基板などであってもよいことは言うまでもない。
【0016】
[第1実施形態、図1〜図4]
図1に示すように、セラミック層と導体パターン(図示せず)が順次積み重ねられて形成された積層体からなるセラミックブロック体11は、樹脂製(多孔質のものが好ましい)又は紙製(例えば濾紙)の多孔性シート10を間にして、カット装置の支持テーブル12上に配置され、図示しない基準ガイドにより固定される。ただし、多孔性シート10や基準ガイドは必要に応じて省略される。支持テーブル12上のセラミックブロック体11は、カット刃駆動装置21にて矢印K2方向に移動されるカット刃14により、せん断カットされる。
【0017】
カット刃14は、肉厚が0.1〜0.5mm(代表値:0.2mm)、刃先の先端角度が5〜20度(代表値:5度)である。カット刃14の材質は、超硬、SK(炭素工具鋼)、SUS(ステンレス)などが用いられる。
【0018】
支持テーブル12はテーブル駆動装置18のロッド18aの先端に固定され、テーブル駆動装置18にて矢印K1方向に移動される。支持テーブル12の下面には仕切部材31が設けられており、これにより仕切室32が形成されている。この仕切室32により、支持テーブル12の支持面12aが、セラミックブロック体11を吸引する複数の吸引エリア33に分割されている。さらに、支持テーブル12には、エアー吸引ポンプ等からなるエアー吸引装置22によりセラミックブロック体11を吸引するための複数のエアー吸引孔13が形成されている。これらエアー吸引孔13は、支持テーブル12の支持面12aの単位面積あたり等しい個数となるように、ほぼ一様な密度で形成されている。駆動装置18,21は、油圧シリンダ、エアシリンダ、あるいはモータなどからなる。
【0019】
エアー吸引孔13の各々は、エアーパイプ23によりエアー吸引装置22の吸引圧力を制御するための吸引圧力制御装置24に接続されている。吸引圧力制御装置24は、エアーパイプ25によりエアー吸引装置22に接続されている。吸引圧力制御装置24は電空レギュレータやソレノイドバルブ等により構成されており、電空レギュレータにより制御したり、ソレノイドバルブにより切換えたりして、その吸引圧力を制御している。
【0020】
支持テーブル12の位置情報(すなわちカット位置情報)は、テーブル駆動装置18から送られてくる位置信号を位置センサ26が受信することにより常時モニタされている。該位置情報は吸引圧力制御装置24に供給される。吸引圧力制御装置24は、位置センサ26から供給される支持テーブル12の位置情報(カット位置情報)に基づいて、図2〜図4に矢印A11およびA12で示すように、エアー吸引孔13における吸引圧力を制御する。ここに、矢印A11およびA12の長さは、吸引圧力の大きさを表示している。
【0021】
第1実施形態にあっては、吸引圧力制御装置24が、支持テーブル12上に支持されたセラミックブロック体11の吸引圧力を、支持テーブル12の位置に応じて制御する。つまり、図2に示すように、セラミックブロック体11のカット開始位置では、セラミックブロック体11の未カット部分11aが位置している吸引エリア33における吸引圧力A11を、既カット部分11bが位置している吸引エリア33における吸引圧力A12よりも小さくなるように、エアの吸引圧力を制御するようにしている。例えば、吸引圧力A11を20kパスカルに設定し、吸引圧力A12を50kパスカルに設定している。そして、図3および図4に示すように、セラミックブロック体11のカットが進むにつれて、カット位置に応じて未カット部分11aに加わる吸引圧力を順次大きくしている。
【0022】
このように、セラミックブロック体11に印加される吸引圧力A11,A12を、支持テーブル12の支持面12aの吸引エリア33単位で制御するようにすれば、カット刃14の両側に作用するセラミックブロック体11の内部応力を吸引エリア33の各々で等しくさせることができる。これにより、カット刃14の変形や傾きが防止され、カット刃14の変形もしくは傾きによるセラミックブロック体11の不正カットや斜めカットの発生が防止され、セラミックブロック体11を高精度で容易に積層セラミックチップ15にカットすることができる。さらに、吸引エリア33単位で吸引圧力を制御すればよいので、吸引圧力制御装置24による吸引圧力の制御も容易になり、構造も簡単になる。
【0023】
[第2実施形態、図5〜図7]
図5に示すように、第2実施形態のカット装置は、図1に示されている第1実施形態のカット装置において、支持テーブル12の仕切部材31を取り除いて仕切室32をなくしたものと同様のものである。なお、図5において、図1と対応する部分には対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【0024】
第2実施形態にあっては、吸引圧力制御装置24が、支持テーブル12上に支持されたセラミックブロック体11の吸引圧力を、支持テーブル12の位置に応じて制御する。つまり、図6に示すように、セラミックブロック体11のカット開始位置では、セラミックブロック体11の未カット部分11aの面積が広いので、小さい吸引圧力A21(例えば初期圧力20kパスカル)でセラミックブロック体11を吸引する。そして、図7に示すように、セラミックブロック体11のカットが進むにつれて、未カット部分11aの面積が狭くなり、既カット部分11bの面積が広くなるので、吸引圧力を徐々に上げて大きい吸引圧力A22(例えば最終圧力50kパスカル)でセラミックブロック体11を吸引する。
【0025】
このようにして、カット刃14の両側にそれぞれ作用するセラミックブロック体11の内部応力を等しくなるようにする。これにより、カット刃14の両側には、セラミックブロック体11から互いに大きさが略等しく逆向きの力F1およびF2を作用させることができるので、カット刃14の変形や傾きが防止される。従って、カット刃14の変形もしくは傾きによるセラミックブロック体11の不正カットや斜めカットの発生が防止され、セラミックブロック体11を高精度で積層セラミックチップ15にカットすることができる。
【0026】
[他の実施形態]
本発明は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、本発明は、セラミックグリーンシートを積層し圧着することによりセラミックブロック体11を形成するもののほか、セラミックスラリを塗布および乾燥後、その上に必要な導体パターンを形成する工程を繰り返してセラミックブロック体を形成するものにも適用することができる。また、セラミックブロック体は前記実施形態のような積層体でもよいし、1枚のセラミックシートでもよい。
【0027】
また、カット装置は、支持テーブル12が固定され、カット刃14が図1の矢印K1の方向に移動するタイプのものであってもよい。この場合、カット刃14の支持テーブル12に対する位置情報を位置センサにより常時モニタすることになり、該位置情報が吸引圧力制御装置24に供給される。
【0028】
また、被カット部材のセラミックブロック体は、未焼成状態のものでもよいし、焼結状態のものでもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、セラミックブロック体の吸引圧力をカット位置に応じて制御することにより、カット刃の両側にそれぞれ作用するセラミックブロック体の内部応力を等しくなるようにする。これにより、カット刃の両側には、セラミックブロック体から互いに大きさが略等しく逆向きの力を作用させることができ、カット刃の変形が防止される。この結果、セラミックブロック体を高精度で容易に積層セラミックチップにカットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るセラミックブロック体のカット装置の第1実施形態を示す概略構成図。
【図2】図1に示されているカット装置によるセラミックブロック体のカット方法の手順を示す説明図。
【図3】図2に続く手順を示す説明図。
【図4】図3に続く手順を示す説明図。
【図5】本発明に係るセラミックブロック体のカット装置の第2実施形態を示す概略構成図。
【図6】図5に示されているカット装置によるセラミックブロック体のカット方法の手順を示す説明図。
【図7】図6に続く手順を示す説明図。
【図8】従来のセラミックブロック体のカット方法の手順を示す説明図。
【図9】従来のセラミックブロック体のカット方法の問題点を説明するための説明図。
【符号の説明】
11…セラミックブロック体
11a…未カット部分
11b…既カット部分
12…支持テーブル
12a…支持面
13…エアー吸引孔
14…カット刃
21…カット刃駆動装置
22…エアー吸引装置
23…エアー吸引パイプ
24…吸引圧力制御装置
25…エアー吸引パイプ
26…位置センサ
31…仕切部材
32…仕切室
33…吸引エリア
Claims (6)
- セラミックブロック体を支持テーブル上に載置し、該支持テーブルの支持面に向かって前記セラミックブロック体をエアーで吸引しつつカット刃でカットするセラミックブロック体のカット方法において、
前記セラミックブロック体を一方側から他方側にカットする際に、前記テーブルに対する既カット部分の面積に応じてエアーの吸引圧を上げることを特徴とするセラミックブロック体のカット方法。 - 支持テーブルの前記支持面を、セラミックブロック体を吸引する複数の吸引エリアに分割し、各吸引エリアにてエアーの吸引圧力を制御するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のセラミックブロック体のカット方法。
- セラミックブロック体の未カット部分を含む吸引エリアの吸引圧力を、既カット部分を含む吸引エリアの吸引圧力よりも小さくするようにしたことを特徴とする請求項2に記載のセラミックブロック体のカット方法。
- セラミックブロック体を順次カットするにつれて、前記エアーの吸引圧力を増加させることを特徴とする請求項1に記載のセラミックブロック体のカット方法。
- セラミックブロック体がセラミック層と導体パターンを積み重ねて構成された積層体であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載のセラミックブロック体のカット方法。
- セラミックブロック体を支持テーブルの支持面にエアーで吸引するエアー吸引手段を備え、前記セラミックブロック体をエアーで前記支持面に吸引しつつカット刃でカットするセラミックブロック体のカット装置において、
前記セラミックブロック体を一方側から他方側にカットする際に、前記テーブルに対する既カット部分の面積に応じてエアーの吸引圧を上げる吸引圧力制御手段を備えたことを特徴とするセラミックブロック体のカット装置。
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