JP4378961B2

JP4378961B2 - セラミック電子部品の製造方法及び乾燥装置

Info

Publication number: JP4378961B2
Application number: JP2003017876A
Authority: JP
Inventors: 稔堂岡; 裕井関; 啓恭堤
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2023-01-27
Also published as: JP2004228522A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック電子部品の製造方法及び乾燥装置、特に、セラミックグリーンシート上に形成された導体パターンを乾燥させる工程を含むセラミック電子部品の製造方法、及び、該製造方法に使用される乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、積層型セラミックコンデンサの製造においては、マザーのセラミックグリーンシート上に複数の電極パターンを印刷し、該電極パターンを乾燥させた後、所定枚数のセラミックグリーンシートを積層／圧着し、個々のチップとなるようにカットした後、焼成している。焼成後のチップに外部電極を塗布し、焼き付けることにより、個々のコンデンサが形成される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２６１３５号公報
【０００４】
ところで、セラミックグリーンシート上に印刷された電極パターンを乾燥させるために、特許文献１には、電極を形成したセラミックグリーンシートを金属製のメッシュベルトに載せて搬送し、搬送途中でヒータ等の加熱手段にてセラミックグリーンシートを表面側から加熱乾燥させる方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記乾燥方法においては、電極パターンの乾燥時にセラミックグリーンシートが伸縮することがあり、該シート上に印刷されている電極パターンが歪むという問題点を有していた。電極パターンが歪んだシートを積層して電子部品を製造すると、適切な電気特性が得られなくなる。例えば、コンデンサの場合は静電容量のばらつきの原因となる。セラミックグリーンシートの伸縮は、セラミックグリーンシートが単にベルト上に載せられているだけであることによると考えられる。
【０００６】
また、セラミックグリーンシート上に印刷されている電極パターンを該シートの表面からの加熱のみで乾燥させるため、電極パターンをグリーンシート側まで乾燥させるためには時間が掛かってしまう。即ち、電極パターンのグリーンシート側の乾燥効率が良好ではない。特に、キャリアフィルムに裏打ちされたセラミックグリーンシートを用いた場合には、電極パターンのグリーンシート側への加熱効率が悪い。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、導体パターンの乾燥時にセラミックグリーンシートが伸縮することを抑えて導体パターンに歪みが発生することを防止でき、かつ、乾燥効率の良好なセラミック電子部品の製造方法及び乾燥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】
以上の目的を達成するため、第１の発明は、前記セラミックグリーンシートをヘッドにより吸着保持した状態で吸引加熱手段上に載置する工程と、前記吸引加熱手段の吸引を開始して前記セラミックグリーンシートが該吸引加熱手段に吸着固定された後に、前記ヘッドの吸引を停止する工程と、セラミックグリーンシート上に形成した導体パターンを乾燥させる工程を含むセラミック電子部品の製造方法において、前記セラミックグリーンシートを吸引固定しながら該セラミックグリーンシートを裏面から加熱すると共に、該セラミックグリーンシートを表面から加熱する工程と、を備えたこと、を特徴とする。
【０００９】
第１の発明に係る製造方法においては、セラミックグリーンシートを吸引固定しながら導体パターンを乾燥させるため、該セラミックグリーンシートを単にプレート上に載せただけで乾燥させる場合と比べて該シートの伸縮が抑えられ、導体パターンに歪みがほとんど発生しない。また、該シートをその裏面及び表面から加熱するため、導体パターンを効率よく乾燥させることができる。
【００１０】
第１の発明に係る製造方法において、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裏打ちされたものであってもよく、また、カード状のものであってもよい。また、第１の発明に係る製造方法において、前記吸引加熱手段は、テーブル上に円環状に複数配置され、前記セラミックグリーンシートを前記吸引加熱手段上に載置する工程では、該セラミックグリーンシートをステージから該ステージに対向する位置に停止している前記吸引加熱手段に前記ヘッドにより移し換え、前記セラミックグリーンシートを加熱する工程では、前記テーブルを回転させながら前記セラミックグリーンシートの加熱を行ってもよい。
【００１１】
第２の発明は、セラミックグリーンシート上に形成した導体パターンを乾燥させる乾燥装置において、前記セラミックグリーンシートを吸着保持して搬送するヘッドと、前記ヘッドにより搬送されてきたセラミックグリーンシートを吸引固定すると共に該セラミックグリーンシートを裏面から加熱する第１の吸引加熱手段と、前記第１の吸引加熱手段に吸引固定されたセラミックグリーンシートの表面を加熱する第２の加熱手段と、を備え、前記ヘッドは、前記第１の吸着加熱手段が前記セラミックグリーンシートを吸着固定した後に、吸引を停止すること、を特徴とする。
【００１２】
第２の発明に係る乾燥装置においては、前記製造方法と同様に、セラミックグリーンシートの伸縮が抑えられて導体パターンの歪みが防止されると共に、導体パターンを効率よく乾燥させることができる。
【００１３】
第２の発明に係る乾燥装置において、第１の吸引加熱手段はセラミックグリーンシートを載置する吸引固定面を有し、該吸引固定面は多数の吸引孔を備えるように構成することができる。例えば、吸引固定面を多数の吸引孔を形成した金属プレート又は多孔質金属プレートにて構成することができる。
【００１４】
また、第２の加熱手段は、第１の吸引加熱手段を出し入れ可能な乾燥炉と、該乾燥炉内に設けられると共にセラミックグリーンシートの表面に熱風を供給するノズル又はセラミックグリーンシートを表面側から加熱するヒータとを備えているように構成することができる。
【００１５】
この場合、第１の吸引加熱手段は、乾燥炉内において、円環状に複数配置されていると共に、第２の加熱手段の下方で一旦停止するように間欠移動可能に設置され、前記ヘッドは、前記セラミックグリーンシートをステージと該ステージに対向する位置に停止している前記吸引加熱手段との間の移し換えを行うことができ、乾燥効率をより向上させることができる。勿論、第１の吸引加熱手段を第２の加熱手段の下方で連続移動させても構わない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法及び乾燥装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１７】
（セラミックグリーンシート及び電極パターンの形成）
まず、キャリアフィルム上に所定の成分からなるセラミックスラリをダイコータ又はグラビアロールにより均一な所定厚さに成形し、乾燥してセラミックグリーンシートを形成する。その後、キャリアフィルムで裏打ちされた状態あるいはキャリアフィルムから剥離された状態のセラミックグリーンシート上に、導電性ペーストにて複数の電極パターンを形成する。電極パターンの形成は、スクリーン印刷、グラビア印刷、蒸着、スパッタ、フォトリソ法等の種々の方法を採用することができる。
【００１８】
次に、電極パターンが印刷されたセラミックグリーンシートを所定サイズのカード状に切断する。これにより、複数の電極パターンを有するマザーのセラミックグリーンシートが形成される。切断は、直線状のカット刃を用いて直線状に押し切る方法、円形状のカット刃を用いて直線状に引き切る方法、シャーリング法等が採用される。なお、キャリアフィルムに裏打ちされた無地のグリーンシートをカード状に切断した後、電極パターンを印刷してもよい。このように形成された、電極パターン付きマザーのセラミックグリーンシートが以下に説明する乾燥工程の対象となる。
【００１９】
（吸引ホットプレートの構成、図１、図２参照）
ここで、本発明に係る製造方法で使用される吸引ホットプレート（第１の吸引加熱手段）について図１、図２を参照して説明する。
【００２０】
この吸引ホットプレート１０は、全体が熱伝導性の良好な金属からなる箱状の筐体１１にて構成されている。上面（吸引固定面）１２には多数の吸引孔１３を形成した金属プレート又は多孔質金属プレートが設けられている。
【００２１】
吸引孔１３は内部の空室１４と連通しており、図示しないポンプによって吸引パイプ１５から空気を吸引することで、上面１２に載せられたカード状の前記キャリアフィルム付きセラミックグリーンシート１（以下、グリーンシート１と記す）をキャリアフィルム側から吸引固定する。
【００２２】
吸引孔１３は、グリーンシート１上に印刷されている電極パターンの印刷領域を確実に吸引固定できる範囲に設けられていることが必要で、好ましくはグリーンシート１の全面を吸引可能な範囲に設けられると共に、グリーンシート１がめくれないように、グリーンシート１の周縁部に対応する吸引孔１３の数がグリーンシート１の中央部に対応する吸引孔１３の数よりも多く設けられる。また、吸引孔１３は千鳥状に配列している方が好ましい。
【００２３】
また、吸引ホットプレート１０には、空室１４の下方にヒータ１６が内蔵されており、上面１２に吸引固定されたグリーンシート１を筐体１１の熱伝導を利用して裏面から加熱する。さらに、該グリーンシート１は裏面からのみならず表面からも加熱されて電極パターンの乾燥が促進されるが、この加熱手段については次に説明する。
【００２４】
（乾燥装置の第１実施形態、図３参照）
前記吸引ホットプレート１０を備えた乾燥装置の第１実施形態について図３を参照して説明する。この乾燥装置２０は、第２の加熱手段として、乾燥炉２１と、該乾燥炉２１内に複数の吸引ホットプレート１０を円環状に搭載して矢印Ａ方向に間欠的に回転させる間欠送りテーブル２２と、乾燥炉２１の天井部に設けられグリーンシート１を表面側から加熱するヒータ２３と、から構成されている。
【００２５】
乾燥装置２０に隣接してグリーンシート１の搬入／搬出ステージ３１が設置されており、取入れ／取出しヘッド３２（以下、ヘッド３２と記す）がステージ３１上と該ステージ３１に対向する位置Ｂに停止した吸引ホットプレート１０との間で移動可能に設けられている。
【００２６】
ヘッド３２は、ステージ３１に搬送されてきたグリーンシート１の表面を吸引保持し、該グリーンシート１を位置Ｂで回転を一旦停止されている吸引ホットプレート１０上に移し換える。また、ヘッド３２は乾燥炉２１内を矢印Ａ方向に移動して位置Ｂへ到ったホットプレート１０上の電極乾燥済みグリーンシート１を位置Ｂにて吸引保持してステージ３１上に移し換える。
【００２７】
なお、ヘッド３２は吸引保持の代わりにチャック機能を持たせてグリーンシート１を把持するものでもよい。
【００２８】
グリーンシート１を乾燥炉２１に取り入れる段階では、グリーンシート１上に印刷されている電極パターンは未乾燥であるため、ヘッド３２は電極パターンが印刷されていないグリーンシート１の周辺領域に吸引のための吸引孔が設けられており、ヘッド３２の吸引面が電極印刷領域には触れないようになっている。
【００２９】
グリーンシート１をヘッド３２から吸引ホットプレート１０上に移し換える際、ヘッド３２がグリーンシート１を吸引保持した状態で吸引ホットプレート１０上に載置し、ホットプレート１０の吸引をオンさせてグリーンシート１がホットプレート１０上に吸引固定された後、ヘッド３２の吸引をオフする。
【００３０】
吸引ホットプレート１０は内蔵されているヒータ１６によって予め加熱されている。従って、グリーンシート１をヘッド３２からホットプレート１０上に移した瞬間に、ホットプレート１０の熱によりグリーンシート１が伸縮するのを防止するため、グリーンシート１がホットプレート１０に完全に吸引固定されるまで、ヘッド３２で吸引保持するようにしている。
【００３１】
位置Ｂにてグリーンシート１を吸引固定したホットプレート１０はテーブル２２の回転に伴って矢印Ａ方向に、かつ、ヒータ２３の下方で一旦停止するように間欠的に移動し、再び位置Ａに戻るまでの間に、ホットプレート１０（ヒータ１６）による裏面側からの加熱と、ヒータ２３による表面側からの同時加熱によって電極パターンが乾燥される。
【００３２】
このように、加熱時においてグリーンシート１は、ホットプレート１０上に吸引固定されている（いわば、拘束されている）ために加熱伸縮が抑えられ、電極パターンに歪みが生じることもほとんどなくなる。また、ヒータ１６及びヒータ２３によって表裏面から同時に加熱されるため、乾燥効率が良好である。
【００３３】
ホットプレート１０が位置Ｂに戻ると、前記ヘッド３２が電極乾燥済みのグリーンシート１を吸引固定した後、ホットプレート１０の吸引がオフされ、該グリーンシート１がヘッド３２によってステージ３１へ移し換えられる。同時に、新たな電極未乾燥のグリーンシート１がヘッド３２によって該ホットプレート１０上に供給される。
【００３４】
なお、乾燥炉２１内には、前記ヒータ２３に代えて後述の熱風供給用ノズル４３を設けてもよい。
【００３５】
（乾燥装置の第２実施形態、図４参照）
図４に示す乾燥装置４０は、熱風供給用ノズル４３を天井部に備えたトンネル状の乾燥炉４１内を、間欠送りベルト４２上に取り付けられた前記吸引ホットプレート１０が間欠的に移動するようにしたものである。
【００３６】
ベルト４２はローラ４４に無端状に張り渡され、搬入口４１ａから乾燥炉４１へ導入され、搬出口４１ｂから引き出されて乾燥炉４１の下方を迂回し、再び乾燥炉４１へと循環される。
【００３７】
搬入口４１ａに隣接して搬入用ステージ５１が設置されており、搬出口４１ｂに隣接して搬出用ステージ５３が設置されている。前記グリーンシート１は、搬入用ステージ５１からヘッド５２にて搬入口４１ａの直前で一旦停止されたホットプレート１０上に移し換えられる。移し換え時におけるグリーンシート１に対する吸引保持状態は前記乾燥装置２０で説明したとおりである。
【００３８】
その後、ホットプレート１０が乾燥炉４１内をベルト４２の回転に従って移動する間に、ホットプレート１０（ヒータ１６）による裏面側と、熱風供給用ノズル４３による表面側との同時加熱によって電極パターンが乾燥される。ここでの乾燥時における作用効果は前記第１実施形態と同様である。
【００３９】
ホットプレート１０が搬出口４１ｂから出ると、電極乾燥済みのグリーンシート１がヘッド５４によって搬出用ステージ５３へ移し換えられる。
【００４０】
なお、乾燥炉４１内には、熱風供給用ノズル４３に代えて前述のヒータ２３を設けてもよい。また、ヘッド５２，５４は吸引保持の代わりにチャック機能を持たせてもよいことは、前記ヘッド３２と同様である。
【００４１】
（第２の加熱手段の配置）
前記第１及び第２実施形態におけるヒータ２３又は熱風供給用ノズル４３は、吸引ホットプレート１０が乾燥炉２１，４１内を間欠的に移動する停止位置に対応して配置されることが好ましい。間欠停止の間にも電極パターンの乾燥を進行させることができ、乾燥効率がさらに向上する。
【００４２】
（他の実施形態）
なお、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法及び乾燥装置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できる。
【００４３】
例えば、前記実施形態において、吸引ホットプレートは筐体の一部（上面）を構成しているが、筐体を枠状として、その上面に別部材として載置してもよい。さらに、吸引ホットプレートはヒータや熱風供給用ノズルの下方で一旦停止するように間欠移動されているが、連続移動でもよい。また、吸引ホットプレートの駆動手段は前記実施形態に限定するものではない。
【００４４】
また、前記乾燥装置４０において、吸引ホットプレート１０をベルト４２に対して着脱可能な構成とし、ホットプレート１０の移動間隔を制御できるようにしてもよい。この場合、ホットプレート１０の移動は連続移動でも間欠移動であってもよい。
【００４５】
また、プッシャー手段によって吸引ホットプレートを押しながら移動させる方法を採用することができる。さらに、縦方向に移動するラックにホットプレートを乗せる縦型の乾燥炉であってもよく、縦型であれば設置面積を少なくすることができる。
【００４６】
また、本発明は積層型のセラミックコンデンサの製造以外に種々のセラミック電子部品の製造に適用することができ、セラミックグリーンシート上に形成される導体パターンは内部電極に限定するものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、セラミックグリーンシートを吸引固定しながら導体パターンを乾燥させるため、該シートの伸縮が抑えられ、導体パターンに歪みがほとんど発生することがない。また、該シートの裏面及び表面から加熱するため、導体パターンを均一にかつ効率よく乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法に使用される吸引ホットプレートを示す斜視図である。
【図２】前記吸引ホットプレートの断面図である。
【図３】本発明に係る乾燥装置の第１実施形態を示す概略平面図である。
【図４】本発明に係る乾燥装置の第２実施形態を示す概略立面図である。
【符号の説明】
１０…吸引ホットプレート
１３…吸引孔
１６…ヒータ
２０，４０…乾燥装置
２１，４１…乾燥炉
２２…間欠送りテーブル
２３…ヒータ
４２…間欠送りベルト
４３…熱風供給用ノズル

Claims

セラミックグリーンシート上に形成した導体パターンを乾燥させる工程を含むセラミック電子部品の製造方法において、
前記セラミックグリーンシートをヘッドにより吸着保持した状態で吸引加熱手段上に載置する工程と、
前記吸引加熱手段の吸引を開始して前記セラミックグリーンシートが該吸引加熱手段に吸着固定された後に、前記ヘッドの吸引を停止する工程と、
前記セラミックグリーンシートを吸引固定しながら該セラミックグリーンシートを裏面から加熱すると共に、該セラミックグリーンシートを表面から加熱する工程と、
を備えたこと、
を特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
前記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裏打ちされたものであることを特徴とする請求項１に記載のセラミック電子部品の製造方法。
前記セラミックグリーンシートはカード状のものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
前記吸引加熱手段は、テーブル上に円環状に複数配置され、
前記セラミックグリーンシートを前記吸引加熱手段上に載置する工程では、該セラミックグリーンシートをステージから該ステージに対向する位置に停止している前記吸引加熱手段に前記ヘッドにより移し換え、
前記セラミックグリーンシートを加熱する工程では、前記テーブルを回転させながら前記セラミックグリーンシートの加熱を行うこと、
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セラミック電子部品の製造方法。
セラミックグリーンシート上に形成した導体パターンを乾燥させる乾燥装置において、
前記セラミックグリーンシートを吸着保持して搬送するヘッドと、
前記ヘッドにより搬送されてきた前記セラミックグリーンシートを吸引固定すると共に該セラミックグリーンシートを裏面から加熱する第１の吸引加熱手段と、
前記第１の吸引加熱手段に吸引固定されたセラミックグリーンシートの表面を加熱する第２の加熱手段と、
を備え、
前記ヘッドは、前記第１の吸着加熱手段が前記セラミックグリーンシートを吸着固定した後に、吸引を停止すること、
を特徴とする乾燥装置。
前記第１の吸引加熱手段は前記セラミックグリーンシートを載置する吸引固定面を有し、該吸引固定面は多数の吸引孔を備えていることを特徴とする請求項５に記載の乾燥装置。
前記第２の加熱手段は、前記第１の吸引加熱手段を出し入れ可能な乾燥炉と、該乾燥炉内に設けられると共に前記セラミックグリーンシートの表面に熱風を供給するノズル又は前記セラミックグリーンシートを表面側から加熱するヒータとを備えていることを特徴とする請求項５に記載の乾燥装置。
前記第１の吸引加熱手段は、前記乾燥炉内において、円環状に複数配置されていると共に、前記第２の加熱手段の下方で一旦停止するように間欠移動可能に設置され、
前記ヘッドは、前記セラミックグリーンシートをステージと該ステージに対向する位置に停止している前記吸引加熱手段との間の移し換えを行うこと、
を特徴とする請求項５に記載の乾燥装置。