JP4737440B2

JP4737440B2 - チップ状電子部品用冶具

Info

Publication number: JP4737440B2
Application number: JP2007006585A
Authority: JP
Inventors: 芳信芹田; 美樹佐藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2027-01-16
Also published as: JP2008177188A

Description

本発明は、チップ状セラミックコンデンサ等のチップ状電子部品の端子電極焼付等に用いて好適なチップ状電子部品用冶具に関する。

例えば、チップ状セラミックコンデンサなどのように、内部電極を有するチップ状電子部品は、内部電極と導通する端子電極（外部電極）を、素体の両端部に設ける必要がある。このような端子電極を形成するには、焼成して得られたセラミックチップの両端に、導電成分及び有機バインダを含む電極ペーストを塗布し、焼き付ける。

端子電極の焼き付けに当たっては、電極ペーストの塗布されたチップ状電子部品を、ステンレス鋼線でなるメッシュで作製された冶具に、ランダムにばら積み収容し、この冶具をステンレス鋼線でなる枠に載置して、その枠を、メッシュベルトに載せトンネル焼成炉を通過させていた。

ところが、チップ状電子部品を、冶具にランダムにばら積みすると、未だ焼付けていない端子電極が、チップ状電子部品間で接触し、この接触状態で焼き付けが行われ、チップ状電子部品が相互に付着してしまう。互いに付着したチップ状電子部品を強制的に剥がそうとすると、どちらか片方の端子電極が部分的に剥がれてしまい、そのため、端子電極の一部に剥離傷が残り、端子電極不良として歩留まりを悪化させる要因になってしまう。

しかも、端子電極の焼付け工程では、電極ペーストに含まれる有機バインダが放出されるから、その放出路を確保しなければならない。

この問題を解決するため、従来から種々の技術が提案されている。例えば特許文献１では、端子電極となる電極材料を焼付けるための治具を、高純度で緻密なセラミックによりプレート状に成型し、プレート母材に、一定の間隔をおいてほぼ均等に多数の通気孔を設け、この通気孔の周囲に環状突起を設けてある。そして、環状突起上にコンデンサ本体を載せ、その両端の電極材料を焼付けるようになっている。

この従来技術では、型を用いてプレートを成型する工程、又は、焼成前プレートに対する機械的穿孔工程が必要であり、コスト高になることは否めない。しかも、通気孔を、成型や、機械的穿孔加工によって形成するために、最適な形状構造を有する通気孔を実現することが困難である。特に、形状が著しく小型化されている最近のこの種のチップ状電子部品に対しては、成型用型や、機械加工上の限界も生じる。
特開２００３−７７７７６号公報

本発明の課題は、チップ状電子部品の端子電極同士が接触することのないチップ状電子部品用冶具が提供することである。

本発明のもう１つの課題は、コストの安価なチップ状電子部品用冶具を提供することである。

本発明の更にもう１つの課題は、端子電極に焼成時損傷を殆ど生じることのないチップ状電子部品用冶具を提供することである。

上述した課題を解決するため、本発明に係るチップ状電子部品用冶具は、支持部材と、受け部材とを含み、チップ状電子部品の処理に用いられる。前記支持部材は、金属材料でなり、全体として平面状であって、その面内に多数の貫通するチップ挿入孔を有している。前記受け部材は、金属経線と金属緯線とを織り込んだ網状体であって、前記支持部材の一面に接合され、前記チップ挿入孔の開口面内に、少なくとも１つの交差部が存在する。

上述したように、支持部材は、全体として平面状であって、その面内に多数の貫通するチップ挿入孔を有しており、受け部材は支持部材の一面に接合されているから、支持部材のチップ挿入孔にチップ状電子部品を１個ずつ収容し、それを受け部材によって受けることができるから、チップ状電子部品の端子電極同士が接触することのないチップ状電子部品用冶具が提供できる。

しかも、受け部材は、支持部材の一面に接合されているから、支持部材と受け部材とを重ね合わせて接合するだけの構造で済む。このため、成型や、機械的穿孔加工によらざるを得なかった従来品に比べて、コストが安価になる。また、支持部材に設けられるチップ挿入孔の孔径の選択という簡単な手段によって、小型化されたチップ状電子部品に対しても、柔軟に対応することができる。

更に、チップ状電子部品を受ける受け部材は、金属経線と金属緯線とを織り込んだ網状体であって、チップ挿入孔の開口面内に、少なくとも１つの交差部が存在するから、チップ挿入孔内に挿入されたチップ状電子部品の端子電極を、交差部によって受けることができる。交差部は、一種の点状凸部となるから、結局、チップ状電子部品の端子電極を、点的に受けることができる。このため、焼付け前で損傷を受けやすい端子電極に対する受け部材の接触領域が最小化され、端子電極の受ける損傷が最小化されることになる。

また、受け部材は、金属経線と金属緯線とを織り込んだ網状体であるから、網目を、電極ペーストに含まれる有機バインダの逃げ道として活用し、有機バインダを効率よく放出することができる。

更に、支持部材及び受け部材は、ともに、金属材料でなるから、７００℃〜９００℃の温度範囲で行われる端子電極の焼付温度に、充分に耐えうるし、拡散結合などの耐熱信頼性の高い接合手段を採用することが可能になる。

支持部材は、網状体で構成することができる。網状体の場合は、経線及び緯線の織り込み構造となるので、同じく網状体である受け部材とともに、市販品の中から適当なメッシュのものを選択し、組み合わせて用いることができる。

支持部材は、板状部材であってもよい。即ち、板状部材に多数のチップ挿入孔を形成した構成である。このような支持部材は、孔を開けるべき部分を除き、マスクした状態で、ドライエッチング又はウエットエッチングを施すことにより、容易に得ることができる。こうして得られた支持部材では、板状部材の表面及び裏面からエッチングが進行するので、板厚の中間部に、孔径が最小になる孔径縮小部が生じ、表面及び裏面に近づくほど孔径が拡大する孔形となる。このため、チップ挿入孔の内部に挿入されたチップ状電子部品は、セラミック素体がチップ挿入孔の中間部に生じる孔径縮小部において支持され、端子電極がチップ挿入孔の内壁面から離れるように配置される。従って、端子電極がチップ挿入孔の内壁面に接触することによる損傷を回避することができる。

以上述べたように、本発明によれば次のような効果を得ることができる。
（ａ）チップ状電子部品の端子電極同士が接触することのないチップ状電子部品用冶具が提供することができる。
（ｂ）コストの安価なチップ状電子部品用冶具を提供することができる。
（ｃ）端子電極に、焼成時損傷を殆ど生じることのないチップ状電子部品用冶具を提供することができる。

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。但し、添付図面は、単なる例示に過ぎない。

図１は本発明に係るチップ状電子部品用冶具の一実施例を示す平面図、図２は図１に図示した矢印Ａの部分の拡大平面図、図３は図２の３−３線に沿った断面図である。図示されたチップ状電子部品用冶具は、支持部材１と、受け部材２とを含む。

支持部材１は、金属材料でなり、全体として平面状であって、その面内に多数の貫通するチップ挿入孔１４を有している。図３を参照すると、支持部材１は、金属線でなる経線１１と、同じく金属線でなる緯線１２とで織られている。もっとも、支持部材１の形態は本実施例に限らず、全体として平面状であって、その面内に多数の貫通するチップ挿入孔１４するものであればよい。

チップ挿入孔１４は、経線１１及び緯線１２によって囲まれている。その孔形は、好ましくは、縦横比が１：１〜３：４の正方形とし、チップ状電子部品の長手方向が横向きに入ることができない縦横比とする。

チップ挿入孔１４の高さは、チップ状電子部品の高さ寸法を考慮して設定される。チップ挿入孔１４の高さ（深さ）が、挿入されるチップ状電子部品の高さに対して低すぎると、チップ状電子部品が脱落しやすく、高すぎると、チップ状電子部品の収容作業が困難化する。

チップ挿入孔１４の高さは、主として支持部材１を構成する経線１１及び緯線１２の直径で決定されるので、チップ挿入孔１４の高さ設定にあたっては、経線１１及び緯線１２の直径を選択することになる。具体例として、長さ０．６ｍｍ、幅０．３ｍｍのいわゆる「０６０３」タイプのチップ状電子部品を対象とした場合は、経線１１及び緯線１２の直径は、０．３ｍｍ前後となるように選定する。経線１１及び緯線１２は、交差部において拡散接合を生じさせることにより、一体に接合される。

チップ状セラミックコンデンサでは、上述した「０６０３」タイプの他、これより更に小型化された「０４０２」タイプや、「０２０１」タイプなども検討されている。これらのタイプを対象とする場合は、チップ挿入孔１４の孔形や、経線１１及び緯線１２の直径は更に小さくなる。

支持部材１の材質としては、端子電極の焼付を７００℃〜９００℃の温度範囲にて行うため、高温で安定性のある材料、例えばＳＵＳ３０４（Fe-18Cr-Ni）、ＭＮ(63Ni−30Cu）、Ｈａ（Ni-Cr-Mo)及びチタン等が好適である。チタンを用いる場合、受け部材２及び支持部材１をチタンによって構成する他、ステンレス鋼の表面にめっきやコーティング等の手段によって、チタン被覆膜として形成してもよい。受け部材２及び支持部材１の材質は拡散接合を確実に行う上で、同一の材料が望ましい。なお、ＭＮ(63Ni−30Cu）は、合金ＭＮが材質成分として６３％以上のＮｉと、３０％程度のＣｕを含有することを示す。

受け部材２は、金属経線２１と金属緯線２２とを織り込んだ網状体であって、支持部材１の一面に接合され、チップ挿入孔１４の開口面内に、少なくとも１つの交差部２３が存在する。交差部２３は、金属経線２１及び金属経線２２が上下に互い違いになるように交互に入れ替わって織られることにより生じる部分であって、一種の凸状部を構成する。図２を参照すると、１つのチップ挿入孔１４の開口面に、９個の交差部２３が存在している。このような配置は、例えば、受け部材２のメッシュを、支持部材１のメッシュよりも細かくすることによって実現することができる。

金属経線２１及び金属経線２２の線径は、金属経線１１及び金属緯線１２の直径を０．３ｍｍ前後となるように選定した場合、０．１５ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ程度である。金属経線２１及び金属経線２２は、交差部２３において、例えば拡散接合により、一体に接合される。また、支持部材１の一面に対しても、拡散接合により、一体に接合される。

受け部材２も、支持部材１の場合と同じ理由から、同様の材料によって構成される。具体例としては、ＳＵＳ３１６等を挙げることができる。

図４は、チップ状電子部品の端子電極焼付にあたり、図１〜図３に図示したチップ状電子部品用冶具に、チップ状電子部品４を収容した状態を示す部分断面図、図５は図４の５−５線に沿った部分断面図である。チップ状電子部品４には、焼付け前に、既に端子電極塗膜４０が付与されている。チップ状電子部品４が、例えばチップ状セラミックコンデンサであれば、端子電極塗膜４０はセラミック素体４１の長手方向の両端に塗布される。端子電極塗膜４０は、例えば、銅等の金属粉を主成分とする導電成分と、有機バインダとを含み、これらを混合してペースト状に調整したものを、セラミック素体４１に塗布し、乾燥させることによって得られる。使用しうる端子電極塗膜の種類は特に限定されず、従来から知られているものを用途に合わせ任意に用いることができる。

既に詳述したように、支持部材１は、全体として平面状であって、その面内に多数の貫通するチップ挿入孔１４を有しており、受け部材２は支持部材１の一面に接合されているから、支持部材１のチップ挿入孔１４にチップ状電子部品を１個ずつ収容し、それを受け部材２によって受けることができる。従って、チップ状電子部品４の端子電極４０同士が接触することのないチップ状電子部品用冶具を提供することができる。

チップ状電子部品４が、チップ状セラミックコンデンサである場合、チップ挿入孔１４の縦横比が１：１〜３：４の正方形状であれば、チップ状電子部品４の長手方向が横向きに入ることができない。したがって、塗膜付きチップ状電子部品４は、長手方向を高さ方向として、チップ挿入孔１４に収容され、１個のチップ挿入孔１４に複数のチップ状電子部品４が収容されることはないから、チップ状電子部品４の端子電極塗膜４０同士が接触することがない。

チップ状電子部品用冶具に収容されたチップ状電子部品４は、次に、チップ状電子部品用冶具ごと焼付炉に入れられ、７００℃〜９００℃程度に加熱されて端子電極焼付が行われる。このとき、チップ状電子部品４に塗布された端子電極塗膜４０から有機バインダを除去する脱バインダ処理が行われる。バインダは、主に、受け部材２を構成する金属経線２１及び金属緯線２２の作る網目を通して、更には、チップ挿入孔４の空き空間を通して排出される。金属経線２１及び金属緯線２２の作る網目は、受け部材２の全面にわたって均等に存在するから、脱バインダ処理を、むらなく、迅速に行うことが可能になり、その結果、焼付温度及び焼付雰囲気が均一化される。

また、支持部材１及び受け部材２は、ともに、金属材料でなるから、７００℃〜９００℃の温度範囲で行われる端子電極の焼付温度に充分に耐えうる。

しかも、受け部材２は、支持部材１の一面に接合されているから、支持部材１と受け部材２とを重ね合わせ、例えば、金属間接合などにより接合するだけの簡単な構造であるから、成型や、機械的穿孔加工によらざるを得なかった従来品に比べて、コストが安価になる。また、支持部材１に設けられるチップ挿入孔１４の孔径の選択という簡単な手段によって、小型化されたチップ状電子部品に対しても、柔軟に対応することができる。

更に、チップ状電子部品を受ける受け部材２は、金属経線２１と金属緯線２２とを織り込んだ網状体であって、チップ挿入孔１４の開口面内に、少なくとも1つの交差部２３が存在するから、チップ挿入孔１４内に挿入されたチップ状電子部品４の端子電極４０を、交差部２３によって受けることができる。交差部２３は、一種の点状凸部となるから、結局、チップ状電子部品４の端子電極４０を、点的に受けることができるようになる。このため、焼付け前で、損傷を受けやすい端子電極４０に対する受け部材２の接触面積が最小化され、端子電極４０の受ける損傷が最小化されることになる。

図６は、本発明に係るチップ状電子部品用冶具の別の実施例を示す平面図、図７は図６の７−７線に沿った部分断面図である。図において、先に示した図面に現れた構成部分と対応する部分については、同一の参照符号を付してある。この実施例において、支持部材１は、板状である。即ち、板状部材に多数のチップ挿入孔１４を形成してある。このような支持部材１は、孔を開けるべき部分を除き、マスクした状態で、ドライエッチング又はウエットエッチングを施すことにより、容易に得ることができる。ドライエッチング又はウエットエッチングによれば、エッチングが板状部材の表面及び裏面から進行するので、チップ挿入孔１４は、板厚の中間部に、孔径Ｄ２が最小になる孔径縮小部１５が生じ、表面及び裏面で最大径Ｄ１を持つ孔形となる。

図６及び図７の実施例の場合、チップ挿入孔１４を、ドライエッチング又はウエットエッチングによって形成することができるから、エッチング限界によって定まる微小、かつ、高精度のチップ挿入孔１４を実現することができる。しかも、その孔形状を、エッチングの際のマスクパターンによって、高精度で、任意の形状に設定することができる。即ち、図示の円形状に限らず、角形状、楕円形状、又はそれらを組み合わせた任意の形状に設定することができる。

図８は図６及び図７に示したチップ状電子部品用冶具を、チップ状電子部品の端子電極焼付け処理に用いた例を示す図、図９は図８の９−９線に沿った部分断面図である。前述したように、図６及び図７に示したチップ状電子部品用冶具の支持部材１では、チップ挿入孔１４は、板厚の中間部に、孔径Ｄ２が最小になる孔径縮小部１５が生じ、表面及び裏面に近づくほど孔径が拡大し、表面及び裏面で最大径D1を持つ孔形となるから、チップ挿入孔１４の内部に挿入されたチップ状電子部品４は、セラミック素体４１がチップ挿入孔１４の中間部に生じる孔径縮小部１５において支持され、端子電極４０がチップ挿入孔１４の内壁面から離れるように配置される。このため、端子電極４０がチップ挿入孔１４の内壁面に接触することによる損傷を回避することができる。

図１０は、本発明に係るチップ状電子部品用冶具の更に別の実施例を示す断面図である。図１０を参照すると、支持部材１は、第１の支持部材１０１と、第２の支持部材１０２とを面接合した構造になっている。第１の支持部材１０１及び第２の支持部材１０２は、ともに、金属材料でなる板状部材に多数のチップ挿入孔１４１、１４２を形成したもので、それぞれ、図６及び図７に示した冶具と同様のドライエッチング又はウエットエッチングの適用によって製造することができる。従って、第１の支持部材１０１のチップ挿入孔１４１は、板厚の中間部に、孔径Ｄ２が最小になる孔径縮小部１５１が生じ、表面及び裏面で孔径Ｄ１が最大となる孔形となる。同様に、第２の支持部材１０２のチップ挿入孔１４２も、板厚の中間部に、孔径Ｄ２が最小になる孔径縮小部１５２が生じ、表面及び裏面で孔径Ｄ１が最大となる孔形となる。

第１の支持部材１０１及び第２の支持部材１０２は、支持部材用材料として、既に例示した金属材料によって構成され、好ましくは、拡散接合によって接合される。接合状態では、第１の支持部材１０１のチップ挿入孔１４１と、第２の支持部材１０２のチップ挿入孔１４２が、上下方向(板厚方向）に重なり、連続するチップ挿入孔が形成される。この連続するチップ挿入孔の内壁面は、第１の支持部材１０１のチップ挿入孔１４１に生じる孔径Ｄ２の孔径縮小部１５１及び最大径部Ｄ１と、第２の支持部材１０２のチップ挿入孔１４２に生じる孔径Ｄ２の孔径縮小部１５２及び最大径部Ｄ１とを、ジグザグに配置した断面構造となる。

図１１は図１０に示したチップ状電子部品用冶具をチップ状電子部品４の端子電極４０の焼付け処理に用いた例を示す図である。図１０に示したチップ状電子部品用冶具では、チップ挿入孔の内壁面が、第１の支持部材１０１のチップ挿入孔１４１に生じる孔径Ｄ２の孔径縮小部１５１及び最大径部Ｄ１と、第２の支持部材１０２のチップ挿入孔１４２に生じる孔径Ｄ２の孔径縮小部１５２及び最大径部Ｄ１とを、ジグザグに配置した断面構造となるので、チップ挿入孔１４１、１４２の内部に挿入されたチップ状電子部品４は、セラミック素体４１が、２箇所の孔径縮小部１５１、１５２において支持され、端子電極４０がチップ挿入孔１４１、１４２の内壁面から離れるように配置される。このため、端子電極４０がチップ挿入孔１４１、１４２の内壁面に接触することによる損傷を回避することができる。

受け部材２の構造は、図１〜図３に示したものと異ならない。従って、受け部材２に関しては、図１〜図３の冶具と同様の作用効果が得られる。

更に、図１０に示した冶具では、第１の支持部材１０１と、第２の支持部材１０２とを面接合して、１つの支持部材１を構成するので、第１の支持部材１０１及び第２の支持部材１０２を薄い金属板材で構成し、それぞれに対して、ドライエッチング又はウエットエッチングを適用して、チップ挿入孔１４１又は１４２を形成し、その後に両者を接合するだけでよい。薄い金属板材に対して、ドライエッチング又はウエットエッチングを施せば、短時間で、精度の高いエッチング加工を行なうことができるから、厚い一枚の金属板材を用いる場合との対比では、接合加工が必要であることを考慮しても、支持部材を、容易に、かつ、精度よく製造することができる。

図１０の実施例では、第１の支持部材１０１及び第２の支持部材１０２の２枚を重ねてあるが、その枚数は、処理しようとするチップ状電子部品４の大きさ(長さ)に対応して選定される。複数枚の支持部材の組み合わせによれば、処理しようとするチップ状電子部品４の大きさ(長さ)に柔軟に対応できる、という効果を奏する。

以上、好ましい実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、その基本的技術思想および教示に基づき、種々の変形例を想到できることは自明である。

本発明に係るチップ状電子部品用冶具の一実施例を示す平面図である。図１に図示した矢印Aの部分の拡大平面図である。図２の３−３線に沿った断面図である。チップ状電子部品の端子電極焼付にあたり、図１〜図３に図示したチップ状電子部品用冶具に、チップ状電子部品を収容した状態を示す部分断面図である。図４の５−５線に沿った部分断面図である。本発明に係るチップ状電子部品用冶具の別の実施例を示す平面図である。図６の７−７線に沿った部分断面図である。図６及び図７に示したチップ状電子部品用冶具を、チップ状電子部品の端子電極焼付け処理に用いた例を示す図である。図８の９−９線に沿った部分断面図である。本発明に係るチップ状電子部品用冶具の更に別の実施例を示す断面図である。図１０に示したチップ状電子部品用冶具をチップ状電子部品の端子電極焼付け処理に用いた例を示す図である。

符号の説明

１、１０１、１０２支持部材
１４チップ挿入孔
２受け部材
２１経線
２２緯線
２３交差部

Claims

支持部材と、受け部材とを含み、長手方向の両端に端子電極塗膜が備えられているチップ状電子部品の処理に用いられる冶具であって、
前記支持部材は、金属材料でなり、全体として平面状であって、その面内に多数の貫通するチップ挿入孔を有しており、
前記チップ挿入孔は、前記チップ状電子部品の１個のみが、前記長手方向の一端側から挿入することができ、前記長手方向と直交する横向きには入ることができない縦横比を有しており、
前記受け部材は、金属経線と金属緯線とを織り込んだ網状体であって、前記支持部材の一面に接合され、前記チップ挿入孔の開口面内に、少なくとも１つの交差部が存在する網目を有しており、
更に、前記支持部材は、少なくとも一枚の板状部材を含み、前記一枚の板状部材で見た前記チップ挿入孔は、板厚の中間部に孔径が最小になる孔径縮小部が生じ、表面及び裏面に近づくほど孔径が拡大し表面及び裏面で最大径を持つ孔形である、
チップ状電子部品用冶具。
請求項１に記載されたチップ状電子部品用冶具であって、前記支持部材は、複数枚の板状部材を含み、それぞれの前記板状部材は、前記チップ挿入孔が互いに板厚方向に重なり、連続するチップ挿入孔が形成されるように、互いに積層されている、チップ状電子部品用冶具。
請求項１又は２に記載されたチップ状電子部品用冶具であって、前記金属経線及び金属緯線は、前記交差部において、拡散接合されている、チップ状電子部品用冶具。
請求項１乃至３の何れかに記載されたチップ状電子部品用冶具であって、前記受け部材は、前記支持部材の一面に対して拡散接合されている、チップ状電子部品用冶具。