JP4736578B2

JP4736578B2 - グリーンシート積層体切断装置

Info

Publication number: JP4736578B2
Application number: JP2005201944A
Authority: JP
Inventors: 宏史進藤; 修大畑; 純幸巽; 竜阿部; 正則須貝
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-07-11
Also published as: JP2007015344A

Description

本発明は、未焼成のグリーンシート積層体を切断してグリーンチップを製造するためのグリーンシート積層体切断装置に関する。

グリーンチップを製造する方法として、支持体に保持されたグリーンシート積層体を切断する切断工程と、切断工程によって切断されたグリーンシート積層体の切断面を露出させるように、グリーンシート積層体を外側に向けて支持体を折り曲げる折り曲げ工程と、折り曲げ工程によって露出されたグリーンシート積層体の切断面に融着防止剤を散布する散布工程とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載されたグリーンチップを製造する方法では、散布工程で、露出されたグリーンシート積層体の切断面に融着防止剤を散布することで、焼成時におけるグリーンチップ同士の融着の防止を図っている。
特開２００２−１７９４７０号公報

切断刃等によってグリーンシート積層体を押圧して切断する際に、切断刃がグリーンシート積層体に進入することで、新たに切断されたグリーンシート積層体の切断面が切断刃の厚みにより既に切断されたグリーンシート積層体の切断面に対して押し付けられることがある。このとき、グリーンシート積層体はバインダや可塑剤が添加されて形成されているため、グリーンシート積層体の切断工程において切断されたグリーンシート積層体同士が押し付けられると、押し付けられたグリーンシート積層体の切断面同士がバインダや可塑剤によって再付着することがある。このような場合、切断面が再付着したグリーンシート積層体同士をさらに分離することが極めて困難であるため、切断時においてグリーンシート積層体の切断面同士の再付着を防ぐことが求められる。

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来のグリーンチップを製造する方法では、焼成時のグリーンチップ同士の融着防止を目的としており、切断時におけるグリーンシート積層体の切断面同士の再付着を有効に防ぐことができないという問題があった。

本発明は、切断されたグリーンシート積層体の切断面同士の再付着を十分抑制することが可能なグリーンシート積層体切断装置を提供することを目的とする。

本発明に係るグリーンシート積層体切断装置は、グリーンシート積層体を載置する載置面を有する基台と、基台に載置されたグリーンシート積層体を厚み方向に切断する切断刃と、載置面に対して交差する方向に切断刃を駆動させる駆動手段と、切断刃により切断されたグリーンシート積層体の切断面を硬化させる硬化手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るグリーンシート積層体切断装置では、硬化手段が、切断刃によって切断されたグリーンシート積層体の切断面を硬化させている。このため、グリーンシート積層体の切断工程において、切断されたグリーンシート積層体の切断面同士が押し付けられた場合であっても切断面が硬化されているため再付着し難くなっており、グリーンシート積層体の切断面同士の再付着を十分抑制することができることとなる。

また、硬化手段が、グリーンシート積層体の切断面に対してグリーンシート積層体の温度よりも低い温度の空気流を発生させることにより、グリーンシート積層体の切断面を冷却することが好ましい。このようにすると、グリーンシート積層体の切断面付近の温度が下がるため、グリーンシート積層体の切断面を硬化させることができ、グリーンシート積層体の切断面同士の再付着をより十分抑制することができる。

本発明によれば、切断されたグリーンシート積層体の切断面同士の再付着を十分抑制することが可能なグリーンシート積層体切断装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置について、図面を参照して説明する。なお、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。

（グリーンシート積層体切断装置の構成）
図１及び図２を参照して、本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部破断して示す正面図である。図２は、本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部切断して示す側面図である。

グリーンシート積層体切断装置１は、各種積層型電子部品の製造過程における中間体であるグリーンシート積層体２を所定のパターンで切断し、このグリーンシート積層体２から所定の大きさのグリーンチップを複数製造するための装置である。そのために、グリーンシート積層体切断装置１は、グリーンシート積層体２を厚み方向に切断する切断刃１０を有する本体部１２と、グリーンシート積層体２を載置するための載置面Ｓを有する載置板１４とを供えている。

ここで、グリーンシート積層体２は、フェライトあるいはガラス系セラミック等の粉末、バインダ、可塑剤及び溶剤等を混練して得られたスラリーから生成された複数のグリーンシートに所定の間隔で内部導体等を形成し、これらのグリーンシートを積層した後に、加圧により圧着されることで形成される。ただし、本発明においては、１枚のグリーンシートであってもグリーンシート積層体に含まれるものとする。また、グリーンシート積層体２の底面、すなわちグリーンシート積層体２が載置板１４の載置面Ｓと対向する面には、図示しないシート状の支持体が設けられている。

グリーンシート積層体１の本体部１２は、主として、メインフレーム部材１６と、サブフレーム部材１８と、切断刃１０を保持する切断刃保持部材２０と、グリーンシート積層体２の切断面に圧縮空気を供給する一対のエア供給部材２２とを有している。

メインフレーム部材１６は、本体部１２を支える基礎であり、正面から見て略逆Ｕ字形状を呈している。メインフレーム部材１６には、その上部にロッド２４ａを有するアクチュエータ２４が設けられ、その内側の各側面にガイドレール２６がそれぞれ設けられている。アクチュエータ２４は、図示しない制御部からの信号に応じてロッド２４ａを進退させるものであり、このアクチュエータ２４としては、例えばエアシリンダや油圧シリンダの他、モータ及びボールねじ等によって構成される電磁アクチュエータを用いることができる。また、メインフレーム部材１６には、その各側面を貫通して形成された孔部１６ａの内側底面に、グリーンシート積層体２に対する各エア供給部材２２の下降を規制するためのストッパ２８がそれぞれ設けられている。ストッパ２８としては、例えばボルトを用いることができ、ボルトのねじ込み量を調整することによって、各エア供給部材２２の下降位置を規定することができる。

サブフレーム部材１８は、メインフレーム部材１６と同じく正面から見て略逆Ｕ字形状を呈しており、メインフレーム部材１６の内側に収まるようにメインフレーム部材１６よりも小さくなっている。サブフレーム部材１８は、その上部がアクチュエータ２４のロッド２４ａと接続されていると共に、その外側の各側面にガイドレール２６と嵌合する複数のスライダ３０が設けられている。これにより、サブフレーム部材１８は、ガイドレール２６上をメインフレーム部材１６の側面に沿って直線移動する。

切断刃保持部材２０は、略逆Ｕ字形状となっているサブフレーム部材１８の下端における開放部分を閉じるように、サブフレーム部材１８に対して一体的に設けられている。切断刃保持部材２０には、載置板１４に対向する下面に切断刃１０を保持するためのホルダ３２が設けられ、その側面にガイドレール３４と、ストッパ３６とが設けられている。なお、切断刃保持部材２０とサブフレーム部材１８とがそれぞれ別々の部材でなく、一体構造物となっていてもよい。

ホルダ３２は、切断刃１０の切れ刃部分である先端部１０ｂを載置板１４に向けて突出させるように、切断刃１０の基端部１０ａを保持している。このため、切断刃１０は、アクチュエータ２４によるロッド２４ａの進退に応じて、サブフレーム部材１８、切断刃保持部材２０及びホルダ３２と共に載置面Ｓに対して略垂直方向に直線移動することとなる。ストッパ３６は、エア供給部材２２がストッパ２８に係止されていない状態において、後述するストッパピン４０と係止することにより切断刃保持部材２０に対するエア供給部材２２の下降を規制する。

各エア供給部材２２は、切断刃保持部材２０を間に位置させると共に、互いに対向するようにそれぞれ設けられており、それぞれの下端部２２ａが側面から見て互いに切断刃１０に向かって突き出る略Ｌ字形状となっている。エア供給部材２２には、その内側の各側面に、切断刃保持部材２０に設けられた各ガイドレール３４とそれぞれ嵌合する複数のスライダ３８と、同じく切断刃保持部材２０に設けられたストッパ３６に係止されるストッパピン４０とがそれぞれ設けられている。エア供給部材２２の各下端部２２ａには、切断刃１０側において載置板１４に対向すると共に切断刃１０の長手方向に沿うように、焼結体４２がそれぞれ設けられている。焼結体４２は、例えば超硬合金やセラミックス、樹脂を焼結して得られ、通気性あるいは通液性を有する多孔質体となっており、本実施形態においては空気が通過可能となっている。

また、エア供給部材２２の各下端部２２ａには、空気を外部から導入するため、また空気を外部へと導出するための流路４４がそれぞれ形成されている。各流路４４は、一端がエア供給部材２２の外側の各側面に形成された開口部２２ｂにそれぞれ接続され、他端が各焼結体４２にそれぞれ接続されている。これにより、一方の流路４４において圧縮空気を導入して他方の流路４４において空気の真空吸引を行うと、圧縮空気が一方の流路４４を通って焼結板４２からグリーンシート積層体２に供給されると共に、この供給された圧縮空気が焼結板４２を通って他方の流路４４から排出され、エア供給部材２２の下端部２２ａ間において空気流が発生する（図４参照）。

載置板１４は、グリーンシート積層体２を載置するための略水平な載置面Ｓを有するテーブルである。載置板１４は、図示しない制御部によって駆動され、水平方向に直線移動すると共に、載置面Ｓに対して垂直な軸を中心に回動する。なお、載置板１４には、グリーンシート積層体２を加熱し柔らかくしてグリーンシート積層体２の切断を容易にするため、載置面Ｓを例えば６０℃〜９０℃程度に加熱する図示しない熱源が接続されている。

（グリーンシート積層体切断装置の動作）
次に、上述したグリーンシート積層体切断装置１の動作について説明する。

まず、グリーンシート積層体切断装置１が動作を開始すると、アクチュエータ２４が作動して、切断刃１０が載置板１４から上方に離れた位置（上昇位置）に達するまでサブフレーム部材１８を上昇させる（図１及び図２参照）。また、載置板１４の所定の位置にグリーンシート積層体２を載置し、切断刃１０がグリーンシート積層体２の切断開始位置の上方に位置するように載置板１４が移動した後、グリーンシート積層体２の切断を開始する。

グリーンシート積層体切断装置１がグリーンシート積層体２の切断を開始すると、アクチュエータ２４が再び作動してサブフレーム部材１８を下降させることにより、切断刃１０をグリーンシート積層体２に向かって下降させる。このとき、図１及び図２に示されるように、エア供給部材２２に設けられたストッパピン４０がストッパ３６に係止され、エア供給部材２２がサブフレーム部材１８と共に下降する。そして、サブフレーム部材１８の下降によりエア供給部材２２がストッパ２８に当接して、エア供給部材２２の下降が規制される（図３及び図４参照）。さらに、アクチュエータ２４によって、サブフレーム部材１８が予め設定された下降位置（例えば、グリーンシート積層体２の裏面に設けられた図示しない支持体に切断刃１０の先端部１０ｂが食い込む程度の位置）まで下降し、グリーンシート積層体２の切断を行う（図５及び図６参照）。

そして、グリーンシート積層体２を切断した後、一方の流路４４において図６に示される矢印Ａ方向から圧縮空気の導入を開始すると共に、他方の流路４４において図６に示される矢印Ｂ方向に空気の真空吸引を開始する。これにより、グリーンシート積層体２の切断位置付近に、圧縮空気の空気流が生じることとなる（図６に示される矢印ａ，ｂ参照）。なお、この圧縮空気の温度としては、載置板１４によって加熱されたグリーンシート積層体２の温度よりも低い温度（例えば、２０℃〜６０℃程度）に調整される。

続いて、グリーンシート積層体２が切断されると、アクチュエータ２４が作動してサブフレーム部材１８を上昇させる。このとき、サブフレーム部材１８の上昇により切断刃保持部材２０も共に上昇し、切断刃保持部材２０に設けられたストッパ３６がエア供給部材２２に設けられたストッパピン４０を係止する。そして、サブフレーム部材１８が所定の位置まで上昇すると、各流路４４における圧縮空気の導入及び空気の真空吸引を停止する。さらに、切断刃１０が再び上昇位置に達するまでアクチュエータ２４によりサブフレーム部材１８が上昇した後、切断刃１０がグリーンシート積層体２の次の切断位置の上方に位置するように載置板１４が移動する。

グリーンシート積層体切断装置１では、以上の動作を繰り返して、順次グリーンシート積層体２の切断を行った後、載置板１４が略９０°回転して、再び順次グリーンシート積層体２の切断を行うことで、略直方体形状のグリーンチップが製造されることとなる。

以上のように、本実施形態においては、一方の流路４４においてグリーンシート積層体２の温度よりも低い温度に調整された圧縮空気を導入し、他方の流路４４において空気の真空吸引を行うことで、グリーンシート積層体２の切断面付近に空気の空気流を発生させている。これにより、空気がグリーンシート積層体２の温度よりも低い温度に調整されている場合には、グリーンシート積層体２の切断面付近の温度が下がるためグリーンシート積層体２の切断面を硬化させることができる。その結果、グリーンシート積層体２の切断工程において、切断されたグリーンシート積層体２の切断面同士が押し付けられた場合であっても、グリーンシート積層体２の切断面が硬化して再付着し難くなっており、グリーンシート積層体２の切断面同士の再付着を十分抑制することができることとなる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では一方の流路４４において圧縮空気を導入し、他方の流路４４において空気を真空吸引することでグリーンシート積層体２の切断面付近に空気流を発生させたが、同様の効果が得られるのであれば空気以外のその他の気体や液体等を用いてもよい。

また、本実施形態では切断刃保持部材２０とエア供給部材２２とが別体となっていたが、厚み等が予め定められた特定のグリーンシート積層体２を切断する場合には切断刃保持部材２０とエア供給部材２２とが一体となっていてもよい。

本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部破断して示す正面図である。本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部切断して示す側面図である。グリーンシート積層体を切断する工程における、本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部破断して示す正面図である。グリーンシート積層体を切断する工程における、本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部破断して示す拡大側面図であるグリーンシート積層体を切断する図３の後続の工程における、本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部破断して示す正面図である。グリーンシート積層体を切断する図４の後続の工程における、本実施形態に係るグリーンシート積層体切断装置を一部破断して示す拡大側面図である。

符号の説明

１…グリーンシート積層体切断装置、２…グリーンシート積層体、１０…切断刃、１４…載置板、２２…エア供給部材、２４…アクチュエータ、４２…焼結体、４４…流路、Ｓ…載置面。

Claims

グリーンシート積層体を載置する載置面を有する基台と、
前記基台に載置された前記グリーンシート積層体を厚み方向に切断する切断刃と、
前記載置面に対して交差する方向に前記切断刃を駆動させる駆動手段と、
前記切断刃により切断された前記グリーンシート積層体の切断面を硬化させる硬化手段とを備え、
前記硬化手段が、前記グリーンシート積層体の切断面に対して前記グリーンシート積層体の温度よりも低い温度の空気流を発生させることにより、前記グリーンシート積層体の切断面を冷却することを特徴とするグリーンシート積層体切断装置。