JP5445201B2 - セラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、セラミック電子部品の製造方法に関する。

従来、セラミック電子部品を製造する工程には、例えば図４に示すように、セラミック素子２、研磨媒体３および緩衝材４００が乾式バレル研磨装置１内に一緒に入れられてセラミック素子２がバレル研磨される工程が含まれている（例えば、特許文献１参照）。図４に示す、特許文献１に記載のバレル研磨方法では、セラミック素子２および研磨媒体３のバレル研磨装置１内での体積比率を調整することで、セラミック素子２および研磨媒体３の衝突回数を軽減したり、セラミック素子２と研磨媒体３とが衝突するときの衝撃を緩和する緩衝材４００をバレル研磨装置１内に一緒に入れておくことで、割れ、欠け、クラックなどが生じてセラミック素子２が破損することを防止している。

特開２００２−２１９６４４号公報（段落［００２１］〜［００２６］、図２など）

ところで、上記した従来の技術では、バレル研磨の際にセラミック素子２が破損するのを防止することを目的としており、バレル研磨の際に生じるセラミック素子２の研磨屑については考慮されていなかった。例えば、研磨屑がセラミック素子２に設けられた電極が研磨されることによる金属粉を含んでいる場合に、金属粉がセラミック素子２に付着すると、付着した金属粉によりセラミック素子２の特性が変わったり、外部電極間が短絡するおそれがある。

また、従来、緩衝材４００として有機物微粉が用いられており、セラミック素子２と緩衝材４００とを一緒に、または、研磨屑がバレル研磨装置１内に残った状態でバレル研磨が行われると、バレル研磨装置１内は、緩衝材４００および研磨屑による粉塵が舞った状態となり、バレル研磨後にセラミック素子２をバレル研磨装置１から取り出すときに、作業者が金属粉やセラミック屑を含んで有害となる粉塵を吸い込むおそれがある。また、粉塵は有害であり小さいため、これを取り除いてセラミック素子２を選り分けるのに非常に手間がかかり効率が悪かった。一方、粉塵を取り除く装置をバレル研磨装置１に配設することも考えられるが、この場合、粉塵を除去する装置は高価であり、セラミック電子部品を製造するときのコストアップの原因となっていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、研磨の際にセラミック素子が破損するのを防止すると共に、セラミック素子の研磨屑を効率よく除去することができる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本願発明者は種々の実験を繰返すことにより、セラミック素子の研磨屑を除去するために、静電吸着作用を有する吸着材を、セラミック素子、研磨媒体および緩衝材と一緒にバレルに投入することで、吸着材により研磨屑を静電吸着して除去するのが有効であることを見出した。そして、さらに検討を重ねた結果、緩衝材の材質に着目し、静電吸着作用を有する緩衝材を用いることで、セラミック素子の破損を防止するための緩衝材を、研磨屑を吸着するための吸着材として兼用することがセラミック素子の研磨屑を除去するのに特に有効であることを見出した。特に研磨対象であるセラミック素子よりも緩衝材の大きさを大きくすることで、作業効率を大幅に向上することができる。

本発明のセラミック電子部品の製造方法は、セラミック電子部品の製造方法において、セラミック素子と、研磨媒体と、澱粉を主成分として合成樹脂材料が付与された緩衝材用原料が発泡成形されて形成され、バレル内で発生する研磨屑を静電吸着する吸着材の機能を備えた緩衝材とを前記バレルに投入し、前記バレルを回転させることにより、乾式のバレル研磨により、セラミック素子を研磨して面取りを行う研磨工程を備えることを特徴としている。

また、前記緩衝材の大きさを前記研磨媒体の大きさよりも大きくするとよい。

また、前記緩衝材の大きさが前記セラミック素子よりも大きく、前記研磨媒体の大きさが前記セラミック素子よりも小さいのが望ましい。

また、前記緩衝材は弾性を有するものがよい。

また、前記緩衝材は繊維質を有するものがよい。

また、前記研磨工程により面取りされた前記セラミック素子を焼成する焼成工程と、焼成された前記セラミック素子をめっきするめっき工程とをさらに備えるようにしてもよい。

また、本発明のセラミック電子部品は、請求項１ないし６のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法により製造されることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、セラミック素子と、研磨媒体と、澱粉を主成分として合成樹脂材料が付与された緩衝材用原料が発泡成形されて形成された緩衝材とがバレルに投入されて、バレルが回転することにより、セラミック素子が研磨されて面取りが行われるため、セラミック素子の研磨屑（セラミック素子に形成され露出している金属部分の研磨屑も含む）は静電吸着作用により緩衝材に吸着されるので、研磨工程の後に研磨屑が付着した緩衝材を選り分けるだけで、研磨屑を効率よく除去することができる。また、研磨の際にセラミック素子が破損するのが発泡成形された緩衝材により防止される。

また、バレル内には粉塵の原因となるものがセラミック素子の研磨屑しか存在せず、生じた研磨屑は緩衝材に吸着されるため、バレル内に粉塵が発生するのが防止される。また、研磨屑が緩衝材に吸着されるため、研磨屑がセラミック素子に付着するのが防止される。また、本発明に使用される緩衝材は安価であり、研磨の際に高価な部材を使用しなくとも研磨屑を効率よく除去できるため、セラミック電子部品の製造に要するコストの大幅な低減を図ることができる。

また、緩衝材は、研磨屑を静電吸着する吸着材の機能を有するため、効率よく研磨屑を緩衝材に吸着させることができる。

請求項２の発明によれば、緩衝材の大きさが研磨媒体の大きさよりも大きいので、研磨工程の後に緩衝材を選り分けるのが容易である。

請求項３の発明よれば、緩衝材の大きさがセラミック素子および研磨媒体よりも大きいため、研磨工程の後に、緩衝材を選り分けるのが容易であり、選り分けた緩衝材をバレルから取り出すことで容易に研磨屑をバレルから除去することができる。また、研磨媒体の大きさがセラミック素子よりも小さいため、セラミック素子に対して細やかな研磨を行うことができ、研磨精度を向上することができる。

請求項４の発明によれば、緩衝材は弾性を有するため、緩衝材が研磨媒体により削られるのを防止できると共に、セラミック素子や研磨媒体が緩衝材の内部に侵入するのが防止される。また、緩衝材は弾性を有するため、研磨工程においてセラミック素子を傷付けるおそれがなく、また、緩衝材が表層から剥がれるおそれもない。

請求項５の発明によれば、緩衝材は繊維質を有するので、研磨工程の際にバレル内でセラミック素子や研磨媒体が緩衝材に衝突することによる緩衝材の一部分離や、緩衝材内にセラミック素子や研磨媒体がめり込むこと等がなく、セラミック屑や金属屑などの研磨屑を吸着した緩衝材を選り分けるのが容易である。

請求項６の発明によれば、研磨工程が行われた後に、焼成工程においてセラミック素子が焼成され、めっき工程においてセラミック素子２がめっきされるため、例えば、セラミック素子の研磨屑が電極が研磨されることによる金属粉である場合に、研磨工程において除去できなかった研磨屑がセラミック素子に付着していたとしても、焼成工程の熱および雰囲気で研磨屑が飛散したり、めっき工程の薬液により研磨屑が溶融したりするため、セラミック素子に付着した研磨屑を効率よく除去することができる。

請求項７の発明によれば、請求項１ないし７のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法によりセラミック電子部品が製造されるため、研磨工程における研磨屑がセラミック電子部品に付着するのが防止された精度の高いセラミック電子部品を提供することができる。

本発明のセラミック電子部品の製造方法において使用される乾式バレル研磨装置を示す図である。 本発明のセラミック電子部品の一例である。 セラミック電子部品製造処理を示すフローチャートである。 従来の研磨工程を説明するための図である。

本発明の電子部品の製造方法の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１は乾式バレル研磨装置１の概略を示す図である。図２はセラミック電子部品の一例である積層セラミックコンデンサ１０を示す図である。図３はセラミック電子部品製造処理を示すフローチャートである。

（乾式バレル研磨装置）
図１に示すように、乾式バレル研磨装置１（以下、「研磨装置」と称する）は、回転軸Ｘ方向に直交する方向の断面形状が６角形の多角筒状で有底のバレル１ａを備えている。そして、バレル１ａは、蓋部１ｂを備え、中心軸Ｘを回転軸として矢印Ｙの方向に回転することができるように構成されている。

また、バレル１ａの内面は、例えばフッ素樹脂のように柔軟性を有し、かつ、他の物質が付着しにくい材料により構成されている。なお、研磨装置１は、従来よりセラミック電子部品の製造の際にセラミック素子２を研磨するのに使用されている種々の乾式バレル研磨装置を採用すればよい。

（緩衝材）
緩衝材４は、弾性を有し、例えば、コーンスターチなどの澱粉を主成分としてポリプロピレンなどの合成樹脂が付与された緩衝材用原料が発泡成形されて形成されている。このように形成された緩衝材４は静電吸着作用を有しており、バレル研磨の際に生じた研磨屑を吸着することができる。緩衝材４としては、梱包用に市販されている種々の緩衝材を採用することができる。なお、この実施形態では、長手方向の長さが１ｃｍよりも大きい緩衝材４が採用されているが、緩衝材４の大きさとしてはどのようなものであってもよいが、セラミック素子２および研磨媒体よりも大きいものが望ましい。

（研磨媒体）
研磨媒体３は、この実施形態では玉石が採用されている。研磨媒体３としては、セラミック素子２をバレル研磨する際に従来より用いられている種々のものを採用することができる。なお、この実施形態では、直径が０．４ｍｍの玉石が研磨媒体３として採用されている。また、玉石は、種々の条件に応じて複数種類の玉石を混合して研磨媒体３を構成してもよく、また、セラミック素子２どうしのぶつかりによりセラミック素子２の研磨が十分に行われるのであれば、バレル１ａに投入する研磨媒体３の量を減らしたり、バレル１ａへの研磨媒体３の投入を省いてもよい。

（積層セラミックコンデンサ）
図２に示すように、この実施形態で製造される積層セラミックコンデンサ１０は、複数の内部電極１１がセラミック層１２を介して互いに対向するように配設されている。また、内部電極１１の一端が、交互に異なる側の端面に引き出されており、引き出された内部電極１１の一端は、それぞれ外部電極１３に接続されている。

セラミック素子２は、積層セラミックコンデンサ１０を製造するためのものであって、所定の電極パターンがスクリーン印刷により形成されたセラミックグリーンシートと、電極パターンが形成されていないグリーンシートとが所定の順序で積層され圧着されて形成された未焼成の積層体が個々の素子に切断されて、各素子にＣｕやＡｇ、あるいはＮｉによる外部電極が塗布されることにより形成される。この実施形態では、外形が約１．０ｍｍ（幅）×約０．５ｍｍ（長さ）×約０．３ｍｍ（高さ）となるようにセラミック素子２が形成されているが、セラミック素子２の外形はどのような形状、大きさであってもよい。

なお、セラミック素子２は、従来の積層セラミックコンデンサの製造に際して用いられている周知の方法により形成することができる。また、この実施形態では、後述するように未焼成のセラミック素子２が研磨工程においてバレル研磨されるが、未焼成のセラミックは柔らかいため、セラミック素子２の表面に外部電極などの研磨屑が付着し易く、付着した研磨屑がバレル研磨の際にセラミック素子２に押付けられれば、表面に付着した研磨屑を取り除くのは困難である。したがって、この実施形態では、バレル研磨の際に生じた研磨屑が緩衝材４により吸着されることで、研磨屑がセラミック素子２に付着するのが防止される。

（セラミック電子部品製造処理）
図３に示すように、セラミック素子２の各層を形成するための複数のセラミックグリーンシートが準備され（ステップＳ１）、スクリーン印刷工程において、各セラミックグリーンシートに所定の電極パターンがスクリーン印刷により形成される（ステップＳ２）。

そして、積層工程において、所定の電極パターンが形成された各セラミックグリーンシートが所定の順に積層され仮圧着されて積層体が形成される（ステップＳ３）。次に、圧着工程において、積層体が、所謂、静水圧プレスにより本圧着される（ステップＳ４）。

続いて、切断工程において、本圧着された積層体が切断されて個々の素子に分割され（ステップＳ５）、外部電極形成工程において、個々の素子に外部電極１３が塗布されてセラミック素子２が形成される（ステップＳ６）。

次に、研磨工程において、セラミック素子２と、研磨媒体３と、緩衝材４とが所定の割合でバレルａ１に投入されて、例えば、１８０ｒｐｍの回転速度で約２０分、バレル１ａを回転させることにより、セラミック素子２が研磨されて面取りが行われる（ステップＳ７）。そして、焼成工程において、研磨工程において面取りされたセラミック素子２が１０００℃程度の温度で焼成され（ステップＳ８）、めっき工程において、焼成されたセラミック素子２の外部電極１３がめっきされる（ステップＳ９）。

最後に、電気特性が選別され、外観が検査されて、積層セラミックコンデンサ１０が完成する（ステップＳ１０）。

以上のように、この実施形態によれば、セラミック素子２と、研磨媒体３と、緩衝材４とがバレル１ａに投入されて、バレル１ａが回転することにより、セラミック素子２が研磨されて面取りが行われるため、セラミック素子２の研磨屑は静電吸着作用により緩衝材４に吸着されるので、研磨工程の後に研磨屑が付着した緩衝材４を選り分けるだけで、研磨屑を効率よく除去することができる。また、研磨の際にセラミック素子２が破損するのが発泡成形された緩衝材により防止される。

また、バレル１ａ内には粉塵の原因となるものがセラミック素子２の研磨屑しか存在せず、生じた研磨屑は緩衝材４に吸着されるため、バレル１ａ内に粉塵が発生するのが防止される。また、研磨屑が緩衝材４に吸着されるため、研磨屑がセラミック素子２に付着するのが防止される。また、市販の安価な緩衝材４を採用することで、研磨の際に高価な部材を使用しなくとも研磨屑を効率よく除去できるため、積層セラミックコンデンサ１０を製造するときのコストダウンを図ることができる。また、梱包に使用されて廃棄予定の緩衝材４を使用することにより、さらにコストダウンを図ることができる。

また、緩衝材４の大きさがセラミック素子２および研磨媒体３よりも大きいため、研磨工程の後に、緩衝材４を選り分けるのが容易であり、選り分けた緩衝材４をバレル１ａから取り出すことで容易に研磨屑をバレル１ａから除去することができる。また、研磨媒体３の大きさがセラミック素子２よりも小さいため、セラミック素子２に対して細やかな研磨を行うことができ、研磨精度を向上することができる。

また、緩衝材４は弾性を有するため、緩衝材４が研磨媒体３により削られるのを防止できると共に、セラミック素子２や研磨媒体３が緩衝材４の内部に侵入するのが防止される。また、緩衝材４は弾性を有するため、研磨工程においてセラミック素子２を傷付けるおそれがなく、また、緩衝材４が表層から剥がれていくおそれもない。

また、緩衝材４は収縮することはあるが、例えば発泡スチロールのように、セラミック素子２や研磨媒体３が衝突することにより分離するおそれがない。

また、研磨工程が行われた後に、焼成工程においてセラミック素子２が焼成され、めっき工程においてセラミック素子２の外部電極１３がめっきされるため、例えば、セラミック素子２の研磨屑が外部電極１３が研磨されることによる金属粉である場合に、研磨工程において除去できなかった研磨屑がセラミック素子２に付着していたとしても、焼成工程の熱および雰囲気で研磨屑が飛散したり、めっき工程の薬液により研磨屑が溶融したりするため、セラミック素子２に付着した研磨屑を効率よく除去することができる。

また、上記したように積層セラミックコンデンサ１０が製造されるため、研磨工程における研磨屑が付着するのが防止された精度の高い積層セラミックコンデンサ１０を提供することができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、積層型共振器、積層型フィルタなど、種々のセラミック電子部品を製造するときに本発明を広く適用できる。

また、上記した実施形態では、未焼成のセラミック素子２が研磨工程において研磨されるように構成されているが、焼成後のセラミック素子２を研磨するように構成してもよく、また、焼成後のセラミック素子２に外部電極を焼き付けるようにしてもよい。

また、研磨工程の後に、研磨に用いられた研磨媒体３と、緩衝材４とを一緒にバレル１ａに投入してバレル１ａを回転することにより、研磨媒体３に付着したセラミック素子２の研磨屑を除去するようにしてもよい。このようにすれば、研磨媒体３から研磨屑を除去できると共に、研磨媒体３を洗浄するときに金属粉などの研磨屑が混入した汚水が発生するのを防止することができる。

１ａ バレル
２ セラミック素子
３ 研磨媒体
４ 緩衝材
１０ 積層セラミックコンデンサ（セラミック電子部品）

Claims (7)

1. セラミック電子部品の製造方法において、
   セラミック素子と、研磨媒体と、澱粉を主成分として合成樹脂材料が付与された緩衝材用原料が発泡成形されて形成され、バレル内で発生する研磨屑を静電吸着する吸着材の機能を備えた緩衝材とを前記バレルに投入し、前記バレルを回転させることにより、乾式のバレル研磨により、セラミック素子を研磨して面取りを行う研磨工程
   を備えることを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
2. 前記緩衝材の大きさが前記研磨媒体の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項１記載のセラミック電子部品の製造方法。
3. 前記緩衝材の大きさが前記セラミック素子よりも大きく、前記研磨媒体の大きさが前記セラミック素子よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のセラミック電子部品の製造方法。
4. 前記緩衝材は弾性を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
5. 前記緩衝材は繊維質を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
6. 前記研磨工程により面取りされた前記セラミック素子を焼成する焼成工程と、
   焼成された前記セラミック素子をめっきするめっき工程と
   をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法により製造されるセラミック電子部品。

Images