JP4506103B2 - セラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置に関し、より詳細には、搬送されているキャリアフィルム上に、塗工ヘッドを用いてセラミックグリーンシートを所定の厚みに形成するセラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層セラミック電子部品などのセラミック電子部品の製造に際しては、まずセラミックグリーンシートが用意される。近年、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品では、小型化及び大容量化などを果たすために、より薄いセラミックグリーンシートが求められている。また、積層セラミック電子部品の多用化に伴って、セラミックグリーンシートの膜厚の種類も増加している。
【０００３】
そこで、膜厚が薄かったり、様々な厚みのセラミックグリーンシートを高精度に製造することが求められている。
下記の特許文献１には、均一な厚みのセラミックグリーンシートを製造する方法の一例が開示されている。図４は、特許文献１に記載のセラミックグリーンシートの製造装置を示す概略構成図である。セラミックグリーンシート製造装置１０１では、セラミックスラリー１０２がスラリーコーター１０３に供給される。なお、セラミックスラリー１０２をスラリーコーター１０３に供給する流路には、ポンプ１０４、流量制御手段１０５及び流量計１０６が接続されている。
【０００４】
また、スラリーコーター１０３には、キャリアフィルム１０７がロール１０８から供給され、セラミックスラリー１０２が、スラリーコーター１０３において、キャリアフィルム１０７上に塗工される。塗工によりキャリアフィルム１０７上にセラミックグリーンシートが形成される。該セラミックグリーンシートがキャリアフィルム１０７と共にロール１０９に巻き取られる。なお、セラミックグリーンシートの厚みは膜厚計１１０により測定される。
【０００５】
そして、セラミックグリーンシート製造装置１０１では、制御手段１１１により、流量計１０６で測定されたスラリー１０２の流量データと、膜厚計１１０で測定されたセラミックグリーンシートの現厚みに関するデータとに基づいて、適正流量データが演算され、演算された流量に基づいて、流量制御手段１０５により流量が設定される。このようにして、所望の厚みのセラミックグリーンシートが確実に得られるとされている。
【０００６】
他方、下記の特許文献２には、図５に示すセラミックグリーンシート製造装置が開示されている。セラミックグリーンシート製造装置２０１では、セラミックスラリー２０２が、供給ボックス２０３に注入される。供給ボックス２０３から、含水性シート２０４上にセラミックスラリー２０２が供給されて、セラミックグリーンシート２０５が形成される。ここでは、供給ボックス２０３に供給されるスラリー２０２の濃度と、得られたセラミックグリーンシート２０５の単位面積あたりの脱水量と、脱水後のセラミックグリーンシートの含水率とが計測され、計測された各値に基づいて、得られたセラミックグリーンシートの坪量が求められる。次に、坪量が所望の範囲外であるセラミックグリーンシートが除かれて、所望の坪量範囲のセラミックグリーンシートを得ることができるとされている。セラミックスラリー中の固形分の濃度が変動した場合には、セラミックグリーンシートの厚みが均一であっても、坪量は均一にならないため、プレス等の後加工を経た後に、比重の均一な材料を得ることができないことに鑑み、セラミックグリーンシートの坪量によりセラミックグリーンシートの良・不良が選別されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−７７６２７号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２５０１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法では、セラミックスラリー１０２の流量と、得られたセラミックグリーンシートの膜厚との関係に基づき、セラミックグリーンシートが所望の膜厚となるようにセラミックスラリー１０２の流量が制御されている。すなわち、得られたセラミックグリーンシートの膜厚に基づいてフィードバック制御が行われている。従って、制御が果たされるまでのセラミックグリーンシートが不良品とならざるを得なかった。よって、セラミックグリーンシートに無駄が生じるという問題があった。
【０００９】
近年、生産性を高めるために、セラミックグリーンシートの成形の高速化が進んでいる。このように状況の下では、特許文献１に記載の方法では、制御が果たされるまでの、不良品となり得るセラミックグリーンシートの量が多くならざるを得なかった。
【００１０】
他方、特許文献２に記載の方法は、厚みではなくセラミックグリーンシートの坪量を測定することにより、後加工工程において均一な材料を得ることを可能とするセラミックグリーンシートの製造方法が開示されている。ここでは、セラミックスラリーの濃度を用いてセラミックグリーンシートの坪量は求められているが、特許文献２に記載の方法では、得られたセラミックグリーンシートの坪量を演算し、該坪量が所望の範囲外である場合に除去し、良品のセラミックグリーンシートを得るものに過ぎなかった。
【００１１】
従って、セラミックスラリーの濃度以外の性状が変化した場合、あるいはセラミックスラリーのロットが変動した場合、均一なセラミックグリーンシートを得ることが困難であった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、セラミックスラリーのロットが変動したり、セラミックスラリーの性状が変化したりした場合であっても、所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを安定に得ることができ、さらにセラミックグリーンシートの無駄が生じ難く、セラミックグリーンシートの生産性を高めることを可能とするセラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造方法は、搬送されているキャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗布し、セラミックグリーンシートを形成するセラミックグリーンシートの製造方法であって、セラミックスラリーをセラミックスラリー搬送装置により塗工ヘッドに搬送する工程と、セラミックスラリーの粘度及び比重、セラミックスラリー塗工条件、並びに得られるセラミックグリーンシートの膜厚の予め求められた関係式に基づき、用意されたセラミックスラリーの粘度及び比重に応じてセラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるように前記セラミックスラリー塗工条件を設定する工程と、設定されたセラミックスラリー塗工条件に従ってセラミックスラリーを塗工ヘッドによりキャリアフィルム上に塗工する工程と、前記塗工ヘッドに現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度を測定する工程と、前記測定工程により得られたセラミックスラリーの比重及び粘度の測定値と、前記関係式とに基づき、セラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるように前記セラミックスラリー塗工条件を補正する工程とを備え、前記セラミックスラリー搬送装置としてモーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプが用いられ、前記セラミックスラリー搬送装置による搬送速度として、前記モーターの回転速度が用いられ、前記塗工ヘッドがオフロールダイコーターであり、前記塗工条件が、前記セラミックスラリー搬送装置によるセラミックスラリーの搬送速度としての前記モーターの回転速度及び塗工ヘッドに接触しているキャリアフィルムのテンションの大きさであり、前記関係式が下記の式（１）のポンプ回転速度計算式及び下記の式（２）のテンション計算式であることを特徴とする。
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ２＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００１５】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造方法のさらに別の特定の局面では、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の膜厚を測定する工程と、該膜厚の測定値に基づき、前記セラミックスラリー塗工条件が補正される工程とがさらに備えられる。
【００１９】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造装置は、搬送されているキャリアフィルム上に塗工ヘッドを用いてセラミックスラリーを塗工し、セラミックグリーンシートを形成するためのセラミックグリーンシートの製造装置であって、長尺状のキャリアフィルムを搬送するキャリアフィルム搬送装置と、搬送されているキャリアフィルムにセラミックスラリーを塗工するための塗工ヘッドと、前記塗工ヘッドにセラミックスラリーを供給するセラミックスラリー供給流路と、前記セラミックスラリー供給流路に接続されており、かつモーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプからなり、セラミックスラリーを搬送するためのセラミックスラリー搬送装置と、セラミックスラリーの比重及び粘度と、セラミックスラリーの前記塗工ヘッドにおける塗工条件と、前記セラミックスラリーから得られたセラミックグリーンシートの膜厚との関係式が予め記憶されており、使用されるセラミックスラリーの比重及び粘度と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚とに基づいて前記関係式から前記塗工ヘッドにおける塗工条件を求め、該塗工条件に応じてセラミックスラリーを塗工するように制御する制御装置とを備え、前記セラミックスラリー流路に設けられた比重計と、前記セラミックスラリー流路に設けられており、セラミックスラリーの粘度を検出する粘度計とをさらに備え、前記制御装置は、セラミックスラリー流路において現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度と前記関係式とに基づいて前記塗工条件が補正されるように構成されており、前記塗工ヘッドがオフロールダイコーターであり、前記セラミックスラリー搬送装置がモーターの回転により駆動されるポンプであり、前記塗工条件が、塗工部分におけるキャリアフィルムのテンションの大きさと、前記セラミックスラリー搬送速度としての前記モーターの回転速度であり、前記関係式が下記の式（１）のポンプ回転速度計算式及び下記の式（２）のテンション計算式であることを特徴とする。
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ２＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００２１】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造装置のさらに他の特定の局面では、得られたセラミックグリーンシートの膜厚を測定する膜厚測定装置がさらに備えられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造装置の概略構成図である。
セラミックグリーンシート製造装置１は、セラミックスラリーが収納されているスラリータンク２を有する。スラリータンク２から、セラミックスラリー３がセラミックスラリー流路４を用いて塗工ヘッド５に供給される。このセラミックスラリー流路４において、セラミックスラリー３を搬送するために、セラミックスラリー搬送手段としてモーターを用いたポンプＰが流路４に接続されている。
【００２６】
また、ポンプＰの下流側には、比重計６及び粘度計７がそれぞれ流路４に接続されている。比重計６及び粘度計７は、流路４を流れているセラミックスラリー３、すなわち塗工ヘッド５に供給される直前のセラミックスラリーの比重及び粘度を測定するために設けられている。
【００２７】
ポンプＰ、比重計６及び粘度計７は、制御装置８に接続されている。制御装置８からの信号により、ポンプＰのモーターの回転速度、すなわちセラミックスラリー３の搬送速度が設定される。また、制御装置８には、比重計６及び粘度計７で測定されたセラミックスラリー３の比重及び粘度が与えられるように構成されている。
【００２８】
他方、制御装置８には、入力装置９が接続されている。入力装置９は、スラリータンク２に収納されたセラミックスラリー３の既知の粘度及び比重を入力するために設けられている。入力された粘度及び比重が、制御装置８に与えられる。
【００２９】
他方、セラミックグリーンシート製造装置１は、キャリアフィルム１０が巻回された繰出しロール１１を有する。キャリアフィルム１０は、繰出しロール１１から供給され、ロール１２〜１５を介して巻取りリール１７まで搬送される。ロール１３，１４間において、キャリアフィルム１０は塗工ヘッド５に接触され、該塗工ヘッド５から供給されるセラミックスラリーがキャリアフィルム１０に塗工される。このようにして、キャリアフィルム１０にセラミックスラリーが塗工され、キャリアフィルム上にセラミックグリーンシートが形成される。
【００３０】
得られたセラミックグリーンシートは、ロール１４，１５を経て、前述した巻取りロール１７に巻き取られる。また、このようにして得られたセラミックグリーンシートの膜厚を測定するための膜厚計１８が、ロール１５と巻取りロール１７との間に配置されている。膜厚計１８は、セラミックグリーンシートの膜厚を測定し得る適宜の装置、例えばレーザー光などを用いた非接触式の光学的測定装置などにより構成され得る。
【００３１】
なお、キャリアフィルム１０の搬送装置としては、例えば巻取りロール１７に接続されたモーターＭが用いられている。
図２は、上記塗工ヘッド５が設けられている部分の詳細を示す略図正面断面図である。本実施形態では、塗工ヘッド５は、オフロールダイコーターにより構成されている。塗工ヘッド５の先端には、ギャップ５ａが形成されており、ギャップ５ａの両側において、傾斜面５ｂ，５ｃが設けられている。すなわち、ギャップ５ａから外側に延び、かつ外側に向かうに連れて塗工ヘッド５の後方に至る傾斜面５ｂ，５ｃが設けられている。キャリアフィルム１０は、傾斜面５ｂ，５ｃにある大きさのテンションを持って接触されている。このテンションの大きさは、様々な方法で調整することができる。例えば、▲１▼前述したロール１３，１４の位置を移動する方法、▲２▼塗工ヘッド５の位置を移動する方法、▲３▼塗工ヘッド５の前後にそれぞれモーターに連結された搬送ロールを配置し、前後の搬送ロールの回転速度を異ならせる方法、及び／または▲４▼図１に破線で示すように、テンション調整ロール１２ａとガイドロール１２ｂとを追加し、テンション調整ロール１２ａの位置を調整する方法などを挙げることができる。これらのテンション調整方法は、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
図１の一点鎖線Ａは、塗工ヘッド５、ロール１３，１４を含む塗工部を示す。
この塗工部Ａが、制御装置８に接続されている。具体的には、上記ロール１３，１４及び／または塗工ヘッド５の位置を移動させる移動装置（図示せず）に、制御装置８が接続されており、制御装置８からの信号により、ロール１３，１４及び／または塗工ヘッド５の位置が移動され、キャリアフィルムの塗工部分におけるテンションの大きさが変更され得るように構成されている。なお、ロール１３，１４の位置及び塗工ヘッド５の位置を移動させる移動手段については、シリンダー等の任意の駆動装置を用いて構成することができる。
【００３３】
また、上記膜厚計１８及び巻取りロール１７が制御装置８に接続されている。制御装置８に、膜厚計１８で測定されたセラミックグリーンシートの膜厚が与えられる。また、巻取りロール１７の回転速度、すなわちセラミックグリーンシートの搬送速度が制御装置８に与えられるように構成されている。
【００３４】
本実施形態のセラミックグリーンシート１を用いたセラミックグリーンシートの製造方法を説明する。
まず、入力装置９から、スラリータンク２に供給されたセラミックスラリーの既知の比重及び粘度が入力され、制御装置８に与えられる。
【００３５】
制御装置８には、予め、セラミックスラリーの粘度及び比重と、セラミックスラリー塗工条件と、得られるセラミックグリーンシートの厚みとの関係式が記憶されている。
【００３６】
制御装置８は、上記関係式と、入力装置９から与えられたセラミックスラリーの比重及び粘度と、所望とするセラミックグリーンシートの厚みとに基づいて、セラミックスラリー塗工条件を演算する。このようにして求められたセラミックスラリー塗工条件に基づいて、制御装置８は、ポンプＰの回転速度、セラミックスラリー塗工部における塗工ヘッド５及び／またはロール１３，１４の位置を設定する。このようにして、セラミックスラリー塗工条件が設定され、該セラミックスラリー塗工条件に従って、セラミックスラリー３が塗工ヘッド５に供給されかつセラミックスラリーのキャリアフィルム１０への塗工が行われる。従って、本実施形態によれば、セラミックグリーンシートの製造直後から、セラミックグリーンシートを所望の厚みに成形することができる。
【００３７】
なお、上記関係式は特に限定されるものではないが、一例を挙げると、以下の式（１）のポンプ回転速度計算式及び式（２）のテンション計算式を挙げることができる。
【００３８】
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００３９】
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ2＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
【００４０】
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００４１】
上記式（１）及び（２）に基づいて、所望とするセラミックグリーンシートの厚み、及びセラミックスラリーの比重及び粘度に基づき、ポンプの回転速度Ｚと、テンションの大きさＴが求められる。このようにして求められたポンプ回転速度Ｚ及びテンションの大きさＴに基づき、ポンプＰ及び塗工部Ａが制御装置８により制御される。
【００４２】
また、本実施形態では、塗工ヘッド５に供給される直前の現に搬送されている状態のセラミックスラリーの比重及び粘度が比重計６及び粘度計７で測定され、制御装置８に与えられる。制御装置８は、このようにして与えられた比重及び粘度の測定値と、所望とする膜厚とを用い、上述した式（１）及び（２）に基づいて、ポンプＰの回転速度Ｚ及びテンションの大きさＴを制御する。すなわち、塗工ヘッド５に現に供給される直前のセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいて、塗工条件が補正される。従って、セラミックスラリーの性状が経時により変化した場合であっても、高精度にセラミックグリーンシートの膜厚を所望とする値とすることができる。
【００４３】
さらに、本発明では、得られたセラミックグリーンシートの膜厚が膜厚計１８により測定され、制御装置８に与えられる。制御装置８は、得られたセラミックグリーンシートの膜厚の値が、所望とする膜厚の範囲がずれている場合には、該膜厚差を解消するように、塗工条件を補正するように制御する。従って、フィードバック制御によっても、得られるセラミックグリーンシートの膜厚が均一に保たれ得る。
【００４４】
よって、本実施形態によれば、スラリータンク２に用意されるセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいて、セラミックグリーンシート作製直後から所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを得ることができるだけでなく、比重計６及び粘度計７から与えられるセラミックスラリーの比重及び粘度の測定値に基づいて塗工条件が補正され、さらに得られたセラミックグリーンシートの膜厚値に基づいて塗工条件が補正されるため、セラミックグリーンシートを製造直後から製造終了時まで高精度に均一な厚みに形成することが可能となる。
【００４６】
また、上記実施形態では、膜厚計１８を用い、上記フィードバック制御による補正が行われていたが、膜厚計１８を必ずしも用いずともよい。すなわち、上述したセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいてセラミックスラリー塗工条件を設定し、かつ現に供給されているセラミックスラリーの比重及び念とに基づいて補正を行ってもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態において、膜厚計１８を用いた補正、並びに比重計６及び粘度計７から得られた測定値に基づく補正の双方を行わずともよい。すなわち、スラリータンク２に用意されるセラミックスラリー３の比重及び粘度と、所望とする膜厚の値と、上記関係式とに基づいて、セラミックグリーンシートの成形を行ってもよい。
【００４８】
もっとも、好ましくは、上記実施形態のように、入力装置９から入力されたセラミックスラリーの比重及び粘度に基づく塗工条件の設定と、上述した粘度計７及び比重計６による測定値による制御と、膜厚計１８による膜厚測定値とに基づく制御とを全て組み合わせることが望ましく、それによって均一な膜厚のセラミックグリーンシートをより確実かつ安定に得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るセラミックグリーンシートの製造方法によれば、セラミックスラリーの粘度及び比重と、セラミックスラリー塗工条件と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚とについて予め求められた関係式と、用意されるセラミックスラリーの粘度及び比重と、セラミックグリーンシートの所望とする膜厚とに基づいて、セラミックスラリー塗工条件が設定され、該設定されたセラミックスラリー塗工条件に従ってセラミックスラリーが塗工ヘッドによりキャリアフィルム上に塗工される。従って、セラミックグリーンシートの製造直後から、所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを安定に形成することができる。よって、セラミックグリーンシートの無駄をなくすることができ、セラミックグリーンシートの生産性を高めることができるる。また、セラミックグリーンシート成形の高速化を図った場合でも、不良品となるセラミックグリーンシートを著しく少なくすることが可能となる。
【００５２】
本発明に係る製造方法及び製造装置において、塗工ヘッドに現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度が測定され、比重及び粘度の該測定値と、上述した関係式とに基づいて、セラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるようにセラミックスラリー塗工条件が補正される場合には、セラミックグリーンシートの膜厚の精度をより一層高めることができる。
【００５３】
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の膜厚を測定し、膜厚の測定値に基づいて塗工条件が補正される場合には、フィードバック制御をも利用することにより、より一層高精度に所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを得ることができる。
【００５４】
塗工ヘッドとしてオフロールダイコーターを用いた場合には、セラミックスラリー搬送装置によるセラミックスラリーの搬送速度及び塗工ヘッドに接触しているキャリアフィルムのテンションの大きさを適宜塗工条件とすることにより、本発明に従って製造直後から所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを得ることができる。
【００５６】
セラミックスラリー搬送装置として、モーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプが用いられる場合には、セラミックスラリーの搬送速度としてモーターの回転速度を用いればよい。
【００５７】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造装置では、セラミックスラリーの比重及び粘度と、セラミックスラリーの塗工ヘッドにおける塗工条件と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚との関係式が制御装置において予め記憶されており、使用されるセラミックスラリーの比重及び粘度と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚とを入力するだけで、製造直後から、上記関係式から求められた塗工条件に従ってキャリアフィルムへのセラミックスラリーの塗工が行われる。従って、製造直後から目的とするセラミックグリーンシートを形成することができ、セラミックグリーンシートの不良部分を著しく少なくすることができる。
【００５８】
本発明に係る製造装置において、セラミックスラリー流路に比重計と粘度計とが設けられている場合には、比重計及び粘度計において測定された、塗工ヘッドに供給される直前のセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいてかつ上記関係式に基づいて塗工条件が補正されるため、より一層目的とする膜厚のセラミックグリーンシートを高精度に得ることができる。
【００５９】
得られたセラミックグリーンシートの膜厚を測定する膜厚測定装置を備える場合には、膜厚測定装置で得られたセラミックグリーンシートの膜厚に基づいて、フィードバック制御により塗工条件を補正することができるため、より一層所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを高精度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造装置を説明するための概略構成図。
【図２】 図１に示した実施形態で用いられる塗工ヘッドを説明するための略図的部分切欠正面断面図。
【図３】 従来のセラミックグリーンシートの製造方法の一例を示す概略構成図。
【図４】 従来のセラミックグリーンシートの製造方法の他の例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…セラミックグリーンシートの製造装置
２…スラリータンク
３…セラミックスラリー
４…スラリー流路
５ａ…ギャップ
５ｂ，５ｃ…傾斜面
６…比重計
７…粘度計
８…制御装置
９…入力装置
１０…キャリアフィルム
１１…繰出しロール
１２〜１５…ガイドロール
１２ａ…テンション調整ロール
１２ｂ…ガイドロール
１７…巻取りリール
１８…膜厚計
２５…塗工ヘッド
２５ａ…ギャップ
２５ｂ…接触面
２６…ロール
Ｐ…ポンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置に関し、より詳細には、搬送されているキャリアフィルム上に、塗工ヘッドを用いてセラミックグリーンシートを所定の厚みに形成するセラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層セラミック電子部品などのセラミック電子部品の製造に際しては、まずセラミックグリーンシートが用意される。近年、積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品では、小型化及び大容量化などを果たすために、より薄いセラミックグリーンシートが求められている。また、積層セラミック電子部品の多用化に伴って、セラミックグリーンシートの膜厚の種類も増加している。
【０００３】
そこで、膜厚が薄かったり、様々な厚みのセラミックグリーンシートを高精度に製造することが求められている。
下記の特許文献１には、均一な厚みのセラミックグリーンシートを製造する方法の一例が開示されている。図４は、特許文献１に記載のセラミックグリーンシートの製造装置を示す概略構成図である。セラミックグリーンシート製造装置１０１では、セラミックスラリー１０２がスラリーコーター１０３に供給される。なお、セラミックスラリー１０２をスラリーコーター１０３に供給する流路には、ポンプ１０４、流量制御手段１０５及び流量計１０６が接続されている。
【０００４】
また、スラリーコーター１０３には、キャリアフィルム１０７がロール１０８から供給され、セラミックスラリー１０２が、スラリーコーター１０３において、キャリアフィルム１０７上に塗工される。塗工によりキャリアフィルム１０７上にセラミックグリーンシートが形成される。該セラミックグリーンシートがキャリアフィルム１０７と共にロール１０９に巻き取られる。なお、セラミックグリーンシートの厚みは膜厚計１１０により測定される。
【０００５】
そして、セラミックグリーンシート製造装置１０１では、制御手段１１１により、流量計１０６で測定されたスラリー１０２の流量データと、膜厚計１１０で測定されたセラミックグリーンシートの現厚みに関するデータとに基づいて、適正流量データが演算され、演算された流量に基づいて、流量制御手段１０５により流量が設定される。このようにして、所望の厚みのセラミックグリーンシートが確実に得られるとされている。
【０００６】
他方、下記の特許文献２には、図５に示すセラミックグリーンシート製造装置が開示されている。セラミックグリーンシート製造装置２０１では、セラミックスラリー２０２が、供給ボックス２０３に注入される。供給ボックス２０３から、含水性シート２０４上にセラミックスラリー２０２が供給されて、セラミックグリーンシート２０５が形成される。ここでは、供給ボックス２０３に供給されるスラリー２０２の濃度と、得られたセラミックグリーンシート２０５の単位面積あたりの脱水量と、脱水後のセラミックグリーンシートの含水率とが計測され、計測された各値に基づいて、得られたセラミックグリーンシートの坪量が求められる。次に、坪量が所望の範囲外であるセラミックグリーンシートが除かれて、所望の坪量範囲のセラミックグリーンシートを得ることができるとされている。セラミックスラリー中の固形分の濃度が変動した場合には、セラミックグリーンシートの厚みが均一であっても、坪量は均一にならないため、プレス等の後加工を経た後に、比重の均一な材料を得ることができないことに鑑み、セラミックグリーンシートの坪量によりセラミックグリーンシートの良・不良が選別されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−７７６２７号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２５０１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法では、セラミックスラリー１０２の流量と、得られたセラミックグリーンシートの膜厚との関係に基づき、セラミックグリーンシートが所望の膜厚となるようにセラミックスラリー１０２の流量が制御されている。すなわち、得られたセラミックグリーンシートの膜厚に基づいてフィードバック制御が行われている。従って、制御が果たされるまでのセラミックグリーンシートが不良品とならざるを得なかった。よって、セラミックグリーンシートに無駄が生じるという問題があった。
【０００９】
近年、生産性を高めるために、セラミックグリーンシートの成形の高速化が進んでいる。このように状況の下では、特許文献１に記載の方法では、制御が果たされるまでの、不良品となり得るセラミックグリーンシートの量が多くならざるを得なかった。
【００１０】
他方、特許文献２に記載の方法は、厚みではなくセラミックグリーンシートの坪量を測定することにより、後加工工程において均一な材料を得ることを可能とするセラミックグリーンシートの製造方法が開示されている。ここでは、セラミックスラリーの濃度を用いてセラミックグリーンシートの坪量は求められているが、特許文献２に記載の方法では、得られたセラミックグリーンシートの坪量を演算し、該坪量が所望の範囲外である場合に除去し、良品のセラミックグリーンシートを得るものに過ぎなかった。
【００１１】
従って、セラミックスラリーの濃度以外の性状が変化した場合、あるいはセラミックスラリーのロットが変動した場合、均一なセラミックグリーンシートを得ることが困難であった。
【００１２】
本発明の目的は、上述した従来技術の現状に鑑み、セラミックスラリーのロットが変動したり、セラミックスラリーの性状が変化したりした場合であっても、所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを安定に得ることができ、さらにセラミックグリーンシートの無駄が生じ難く、セラミックグリーンシートの生産性を高めることを可能とするセラミックグリーンシートの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造方法は、搬送されているキャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗布し、セラミックグリーンシートを形成するセラミックグリーンシートの製造方法であって、セラミックスラリーをセラミックスラリー搬送装置により塗工ヘッドに搬送する工程と、セラミックスラリーの粘度及び比重、セラミックスラリー塗工条件、並びに得られるセラミックグリーンシートの膜厚の予め求められた関係式に基づき、用意されたセラミックスラリーの粘度及び比重に応じてセラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるように前記セラミックスラリー塗工条件を設定する工程と、設定されたセラミックスラリー塗工条件に従ってセラミックスラリーを塗工ヘッドによりキャリアフィルム上に塗工する工程と、前記塗工ヘッドに現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度を測定する工程と、前記測定工程により得られたセラミックスラリーの比重及び粘度の測定値と、前記関係式とに基づき、セラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるように前記セラミックスラリー塗工条件を補正する工程とを備え、前記セラミックスラリー搬送装置としてモーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプが用いられ、前記セラミックスラリー搬送装置による搬送速度として、前記モーターの回転速度が用いられ、前記塗工ヘッドがオフロールダイコーターであり、前記塗工条件が、前記セラミックスラリー搬送装置によるセラミックスラリーの搬送速度としての前記モーターの回転速度及び塗工ヘッドに接触しているキャリアフィルムのテンションの大きさであり、前記関係式が下記の式（１）のポンプ回転速度計算式及び下記の式（２）のテンション計算式であることを特徴とする。
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ２＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００１５】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造方法のさらに別の特定の局面では、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の膜厚を測定する工程と、該膜厚の測定値に基づき、前記セラミックスラリー塗工条件が補正される工程とがさらに備えられる。
【００１９】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造装置は、搬送されているキャリアフィルム上に塗工ヘッドを用いてセラミックスラリーを塗工し、セラミックグリーンシートを形成するためのセラミックグリーンシートの製造装置であって、長尺状のキャリアフィルムを搬送するキャリアフィルム搬送装置と、搬送されているキャリアフィルムにセラミックスラリーを塗工するための塗工ヘッドと、前記塗工ヘッドにセラミックスラリーを供給するセラミックスラリー供給流路と、前記セラミックスラリー供給流路に接続されており、かつモーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプからなり、セラミックスラリーを搬送するためのセラミックスラリー搬送装置と、セラミックスラリーの比重及び粘度と、セラミックスラリーの前記塗工ヘッドにおける塗工条件と、前記セラミックスラリーから得られたセラミックグリーンシートの膜厚との関係式が予め記憶されており、使用されるセラミックスラリーの比重及び粘度と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚とに基づいて前記関係式から前記塗工ヘッドにおける塗工条件を求め、該塗工条件に応じてセラミックスラリーを塗工するように制御する制御装置とを備え、前記セラミックスラリー流路に設けられた比重計と、前記セラミックスラリー流路に設けられており、セラミックスラリーの粘度を検出する粘度計とをさらに備え、前記制御装置は、セラミックスラリー流路において現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度と前記関係式とに基づいて前記塗工条件が補正されるように構成されており、前記塗工ヘッドがオフロールダイコーターであり、前記セラミックスラリー搬送装置がモーターの回転により駆動されるポンプであり、前記塗工条件が、塗工部分におけるキャリアフィルムのテンションの大きさと、前記セラミックスラリー搬送速度としての前記モーターの回転速度であり、前記関係式が下記の式（１）のポンプ回転速度計算式及び下記の式（２）のテンション計算式であることを特徴とする。
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ２＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００２１】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造装置のさらに他の特定の局面では、得られたセラミックグリーンシートの膜厚を測定する膜厚測定装置がさらに備えられる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造装置の概略構成図である。
セラミックグリーンシート製造装置１は、セラミックスラリーが収納されているスラリータンク２を有する。スラリータンク２から、セラミックスラリー３がセラミックスラリー流路４を用いて塗工ヘッド５に供給される。このセラミックスラリー流路４において、セラミックスラリー３を搬送するために、セラミックスラリー搬送手段としてモーターを用いたポンプＰが流路４に接続されている。
【００２６】
また、ポンプＰの下流側には、比重計６及び粘度計７がそれぞれ流路４に接続されている。比重計６及び粘度計７は、流路４を流れているセラミックスラリー３、すなわち塗工ヘッド５に供給される直前のセラミックスラリーの比重及び粘度を測定するために設けられている。
【００２７】
ポンプＰ、比重計６及び粘度計７は、制御装置８に接続されている。制御装置８からの信号により、ポンプＰのモーターの回転速度、すなわちセラミックスラリー３の搬送速度が設定される。また、制御装置８には、比重計６及び粘度計７で測定されたセラミックスラリー３の比重及び粘度が与えられるように構成されている。
【００２８】
他方、制御装置８には、入力装置９が接続されている。入力装置９は、スラリータンク２に収納されたセラミックスラリー３の既知の粘度及び比重を入力するために設けられている。入力された粘度及び比重が、制御装置８に与えられる。
【００２９】
他方、セラミックグリーンシート製造装置１は、キャリアフィルム１０が巻回された繰出しロール１１を有する。キャリアフィルム１０は、繰出しロール１１から供給され、ロール１２〜１５を介して巻取りリール１７まで搬送される。ロール１３，１４間において、キャリアフィルム１０は塗工ヘッド５に接触され、該塗工ヘッド５から供給されるセラミックスラリーがキャリアフィルム１０に塗工される。このようにして、キャリアフィルム１０にセラミックスラリーが塗工され、キャリアフィルム上にセラミックグリーンシートが形成される。
【００３０】
得られたセラミックグリーンシートは、ロール１４，１５を経て、前述した巻取りロール１７に巻き取られる。また、このようにして得られたセラミックグリーンシートの膜厚を測定するための膜厚計１８が、ロール１５と巻取りロール１７との間に配置されている。膜厚計１８は、セラミックグリーンシートの膜厚を測定し得る適宜の装置、例えばレーザー光などを用いた非接触式の光学的測定装置などにより構成され得る。
【００３１】
なお、キャリアフィルム１０の搬送装置としては、例えば巻取りロール１７に接続されたモーターＭが用いられている。
図２は、上記塗工ヘッド５が設けられている部分の詳細を示す略図正面断面図である。本実施形態では、塗工ヘッド５は、オフロールダイコーターにより構成されている。塗工ヘッド５の先端には、ギャップ５ａが形成されており、ギャップ５ａの両側において、傾斜面５ｂ，５ｃが設けられている。すなわち、ギャップ５ａから外側に延び、かつ外側に向かうに連れて塗工ヘッド５の後方に至る傾斜面５ｂ，５ｃが設けられている。キャリアフィルム１０は、傾斜面５ｂ，５ｃにある大きさのテンションを持って接触されている。このテンションの大きさは、様々な方法で調整することができる。例えば、▲１▼前述したロール１３，１４の位置を移動する方法、▲２▼塗工ヘッド５の位置を移動する方法、▲３▼塗工ヘッド５の前後にそれぞれモーターに連結された搬送ロールを配置し、前後の搬送ロールの回転速度を異ならせる方法、及び／または▲４▼図１に破線で示すように、テンション調整ロール１２ａとガイドロール１２ｂとを追加し、テンション調整ロール１２ａの位置を調整する方法などを挙げることができる。これらのテンション調整方法は、２種以上を併用してもよい。
【００３２】
図１の一点鎖線Ａは、塗工ヘッド５、ロール１３，１４を含む塗工部を示す。
この塗工部Ａが、制御装置８に接続されている。具体的には、上記ロール１３，１４及び／または塗工ヘッド５の位置を移動させる移動装置（図示せず）に、制御装置８が接続されており、制御装置８からの信号により、ロール１３，１４及び／または塗工ヘッド５の位置が移動され、キャリアフィルムの塗工部分におけるテンションの大きさが変更され得るように構成されている。なお、ロール１３，１４の位置及び塗工ヘッド５の位置を移動させる移動手段については、シリンダー等の任意の駆動装置を用いて構成することができる。
【００３３】
また、上記膜厚計１８及び巻取りロール１７が制御装置８に接続されている。制御装置８に、膜厚計１８で測定されたセラミックグリーンシートの膜厚が与えられる。また、巻取りロール１７の回転速度、すなわちセラミックグリーンシートの搬送速度が制御装置８に与えられるように構成されている。
【００３４】
本実施形態のセラミックグリーンシート１を用いたセラミックグリーンシートの製造方法を説明する。
まず、入力装置９から、スラリータンク２に供給されたセラミックスラリーの既知の比重及び粘度が入力され、制御装置８に与えられる。
【００３５】
制御装置８には、予め、セラミックスラリーの粘度及び比重と、セラミックスラリー塗工条件と、得られるセラミックグリーンシートの厚みとの関係式が記憶されている。
【００３６】
制御装置８は、上記関係式と、入力装置９から与えられたセラミックスラリーの比重及び粘度と、所望とするセラミックグリーンシートの厚みとに基づいて、セラミックスラリー塗工条件を演算する。このようにして求められたセラミックスラリー塗工条件に基づいて、制御装置８は、ポンプＰの回転速度、セラミックスラリー塗工部における塗工ヘッド５及び／またはロール１３，１４の位置を設定する。このようにして、セラミックスラリー塗工条件が設定され、該セラミックスラリー塗工条件に従って、セラミックスラリー３が塗工ヘッド５に供給されかつセラミックスラリーのキャリアフィルム１０への塗工が行われる。従って、本実施形態によれば、セラミックグリーンシートの製造直後から、セラミックグリーンシートを所望の厚みに成形することができる。
【００３７】
なお、上記関係式は特に限定されるものではないが、一例を挙げると、以下の式（１）のポンプ回転速度計算式及び式（２）のテンション計算式を挙げることができる。
【００３８】
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００３９】
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ2＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
【００４０】
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。
【００４１】
上記式（１）及び（２）に基づいて、所望とするセラミックグリーンシートの厚み、及びセラミックスラリーの比重及び粘度に基づき、ポンプの回転速度Ｚと、テンションの大きさＴが求められる。このようにして求められたポンプ回転速度Ｚ及びテンションの大きさＴに基づき、ポンプＰ及び塗工部Ａが制御装置８により制御される。
【００４２】
また、本実施形態では、塗工ヘッド５に供給される直前の現に搬送されている状態のセラミックスラリーの比重及び粘度が比重計６及び粘度計７で測定され、制御装置８に与えられる。制御装置８は、このようにして与えられた比重及び粘度の測定値と、所望とする膜厚とを用い、上述した式（１）及び（２）に基づいて、ポンプＰの回転速度Ｚ及びテンションの大きさＴを制御する。すなわち、塗工ヘッド５に現に供給される直前のセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいて、塗工条件が補正される。従って、セラミックスラリーの性状が経時により変化した場合であっても、高精度にセラミックグリーンシートの膜厚を所望とする値とすることができる。
【００４３】
さらに、本発明では、得られたセラミックグリーンシートの膜厚が膜厚計１８により測定され、制御装置８に与えられる。制御装置８は、得られたセラミックグリーンシートの膜厚の値が、所望とする膜厚の範囲がずれている場合には、該膜厚差を解消するように、塗工条件を補正するように制御する。従って、フィードバック制御によっても、得られるセラミックグリーンシートの膜厚が均一に保たれ得る。
【００４４】
よって、本実施形態によれば、スラリータンク２に用意されるセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいて、セラミックグリーンシート作製直後から所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを得ることができるだけでなく、比重計６及び粘度計７から与えられるセラミックスラリーの比重及び粘度の測定値に基づいて塗工条件が補正され、さらに得られたセラミックグリーンシートの膜厚値に基づいて塗工条件が補正されるため、セラミックグリーンシートを製造直後から製造終了時まで高精度に均一な厚みに形成することが可能となる。
【００４６】
また、上記実施形態では、膜厚計１８を用い、上記フィードバック制御による補正が行われていたが、膜厚計１８を必ずしも用いずともよい。すなわち、上述したセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいてセラミックスラリー塗工条件を設定し、かつ現に供給されているセラミックスラリーの比重及び念とに基づいて補正を行ってもよい。
【００４７】
さらに、上記実施形態において、膜厚計１８を用いた補正、並びに比重計６及び粘度計７から得られた測定値に基づく補正の双方を行わずともよい。すなわち、スラリータンク２に用意されるセラミックスラリー３の比重及び粘度と、所望とする膜厚の値と、上記関係式とに基づいて、セラミックグリーンシートの成形を行ってもよい。
【００４８】
もっとも、好ましくは、上記実施形態のように、入力装置９から入力されたセラミックスラリーの比重及び粘度に基づく塗工条件の設定と、上述した粘度計７及び比重計６による測定値による制御と、膜厚計１８による膜厚測定値とに基づく制御とを全て組み合わせることが望ましく、それによって均一な膜厚のセラミックグリーンシートをより確実かつ安定に得ることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るセラミックグリーンシートの製造方法によれば、セラミックスラリーの粘度及び比重と、セラミックスラリー塗工条件と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚とについて予め求められた関係式と、用意されるセラミックスラリーの粘度及び比重と、セラミックグリーンシートの所望とする膜厚とに基づいて、セラミックスラリー塗工条件が設定され、該設定されたセラミックスラリー塗工条件に従ってセラミックスラリーが塗工ヘッドによりキャリアフィルム上に塗工される。従って、セラミックグリーンシートの製造直後から、所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを安定に形成することができる。よって、セラミックグリーンシートの無駄をなくすることができ、セラミックグリーンシートの生産性を高めることができるる。また、セラミックグリーンシート成形の高速化を図った場合でも、不良品となるセラミックグリーンシートを著しく少なくすることが可能となる。
【００５２】
本発明に係る製造方法及び製造装置において、塗工ヘッドに現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度が測定され、比重及び粘度の該測定値と、上述した関係式とに基づいて、セラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるようにセラミックスラリー塗工条件が補正される場合には、セラミックグリーンシートの膜厚の精度をより一層高めることができる。
【００５３】
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の膜厚を測定し、膜厚の測定値に基づいて塗工条件が補正される場合には、フィードバック制御をも利用することにより、より一層高精度に所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを得ることができる。
【００５４】
塗工ヘッドとしてオフロールダイコーターを用いた場合には、セラミックスラリー搬送装置によるセラミックスラリーの搬送速度及び塗工ヘッドに接触しているキャリアフィルムのテンションの大きさを適宜塗工条件とすることにより、本発明に従って製造直後から所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを得ることができる。
【００５６】
セラミックスラリー搬送装置として、モーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプが用いられる場合には、セラミックスラリーの搬送速度としてモーターの回転速度を用いればよい。
【００５７】
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造装置では、セラミックスラリーの比重及び粘度と、セラミックスラリーの塗工ヘッドにおける塗工条件と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚との関係式が制御装置において予め記憶されており、使用されるセラミックスラリーの比重及び粘度と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚とを入力するだけで、製造直後から、上記関係式から求められた塗工条件に従ってキャリアフィルムへのセラミックスラリーの塗工が行われる。従って、製造直後から目的とするセラミックグリーンシートを形成することができ、セラミックグリーンシートの不良部分を著しく少なくすることができる。
【００５８】
本発明に係る製造装置において、セラミックスラリー流路に比重計と粘度計とが設けられている場合には、比重計及び粘度計において測定された、塗工ヘッドに供給される直前のセラミックスラリーの比重及び粘度に基づいてかつ上記関係式に基づいて塗工条件が補正されるため、より一層目的とする膜厚のセラミックグリーンシートを高精度に得ることができる。
【００５９】
得られたセラミックグリーンシートの膜厚を測定する膜厚測定装置を備える場合には、膜厚測定装置で得られたセラミックグリーンシートの膜厚に基づいて、フィードバック制御により塗工条件を補正することができるため、より一層所望とする膜厚のセラミックグリーンシートを高精度に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係るセラミックグリーンシートの製造装置を説明するための概略構成図。
【図２】 図１に示した実施形態で用いられる塗工ヘッドを説明するための略図的部分切欠正面断面図。
【図３】 従来のセラミックグリーンシートの製造方法の一例を示す概略構成図。
【図４】 従来のセラミックグリーンシートの製造方法の他の例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１…セラミックグリーンシートの製造装置
２…スラリータンク
３…セラミックスラリー
４…スラリー流路
５ａ…ギャップ
５ｂ，５ｃ…傾斜面
６…比重計
７…粘度計
８…制御装置
９…入力装置
１０…キャリアフィルム
１１…繰出しロール
１２〜１５…ガイドロール
１２ａ…テンション調整ロール
１２ｂ…ガイドロール
１７…巻取りリール
１８…膜厚計
２５…塗工ヘッド
２５ａ…ギャップ
２５ｂ…接触面
２６…ロール
Ｐ…ポンプ
Claims (4)
- 搬送されているキャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗布し、セラミックグリーンシートを形成するセラミックグリーンシートの製造方法であって、
セラミックスラリーをセラミックスラリー搬送装置により塗工ヘッドに搬送する工程と、
セラミックスラリーの粘度及び比重、セラミックスラリー塗工条件、並びに得られるセラミックグリーンシートの膜厚の予め求められた関係式に基づき、用意されたセラミックスラリーの粘度及び比重に応じてセラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるように前記セラミックスラリー塗工条件を設定する工程と、
設定されたセラミックスラリー塗工条件に従ってセラミックスラリーを塗工ヘッドによりキャリアフィルム上に塗工する工程と、
前記塗工ヘッドに現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度を測定する工程と、
前記測定工程により得られたセラミックスラリーの比重及び粘度の測定値と、前記関係式とに基づき、セラミックグリーンシートが所望とする膜厚となるように前記セラミックスラリー塗工条件を補正する工程とを備え、
前記セラミックスラリー搬送装置としてモーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプが用いられ、前記セラミックスラリー搬送装置による搬送速度として、前記モーターの回転速度が用いられ、前記塗工ヘッドがオフロールダイコーターであり、前記塗工条件が、前記セラミックスラリー搬送装置によるセラミックスラリーの搬送速度としての前記モーターの回転速度及び塗工ヘッドに接触しているキャリアフィルムのテンションの大きさであり、前記関係式が下記の式（１）のポンプ回転速度計算式及び下記の式（２）のテンション計算式である、セラミックグリーンシートの製造方法。
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ２＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。 - 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の膜厚を測定する工程と、該膜厚の測定値に基づき、前記セラミックスラリー塗工条件が補正される工程とをさらに備える、請求項１に記載のセラミックグリーンシートの製造方法。
- 搬送されているキャリアフィルム上に塗工ヘッドを用いてセラミックスラリーを塗工し、セラミックグリーンシートを形成するためのセラミックグリーンシートの製造装置であって、
長尺状のキャリアフィルムを搬送するキャリアフィルム搬送装置と、
搬送されているキャリアフィルムにセラミックスラリーを塗工するための塗工ヘッドと、
前記塗工ヘッドにセラミックスラリーを供給するセラミックスラリー供給流路と、
前記セラミックスラリー供給流路に接続されており、かつモーターにより回転駆動される部分を有する回転式計量ポンプからなり、セラミックスラリーを搬送するためのセラミックスラリー搬送装置と、
セラミックスラリーの比重及び粘度と、セラミックスラリーの前記塗工ヘッドにおける塗工条件と、前記セラミックスラリーから得られたセラミックグリーンシートの膜厚との関係式が予め記憶されており、使用されるセラミックスラリーの比重及び粘度と、目的とするセラミックグリーンシートの膜厚とに基づいて前記関係式から前記塗工ヘッドにおける塗工条件を求め、該塗工条件に応じてセラミックスラリーを塗工するように制御する制御装置とを備え、
前記セラミックスラリー流路に設けられた比重計と、前記セラミックスラリー流路に設けられており、セラミックスラリーの粘度を検出する粘度計とをさらに備え、
前記制御装置は、セラミックスラリー流路において現に搬送されているセラミックスラリーの比重及び粘度と前記関係式とに基づいて前記塗工条件が補正されるように構成されており、
前記塗工ヘッドがオフロールダイコーターであり、前記セラミックスラリー搬送装置がモーターの回転により駆動されるポンプであり、
前記塗工条件が、塗工部分におけるキャリアフィルムのテンションの大きさと、前記セラミックスラリー搬送速度としての前記モーターの回転速度であり、前記関係式が下記の式（１）のポンプ回転速度計算式及び下記の式（２）のテンション計算式である、セラミックグリーンシートの製造装置。
Ｚ＝（ＡＸ＋Ｂ）Ｙ …式（１）
式（１）において、Ｘはスラリーの比重、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｚはポンプの回転速度、Ａ，Ｂはセラミックスラリー定数である。なお、セラミックスラリーの定数Ａ，Ｂは、使用するセラミックスラリーごとに実験的に求められる。
また、テンション計算式は、
Ｔ＝（αＹ２＋βＹ＋γ）Ｎ …式（２）
である。
式（２）において、Ｙは目的とするセラミックグリーンシートの厚み、Ｔはテンション、Ｎはセラミックスラリーの粘度であり、α，β及びγはセラミックスラリーの定数である。定数α，β及びγは、セラミックスラリーごとに実験的に求められる。 - 得られたセラミックグリーンシートの膜厚を測定する膜厚測定装置をさらに備える、請求項３に記載のセラミックグリーンシートの製造装置。
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