(57)【要約】【課題】サイズの小さい積層体の研磨を十分に行う。【解決手段】誘電体層と内部電極とが交互に積層され、積層方向に相対する第１主面および第２主面と、積層方向に直交する幅方向に相対する第１側面および第２側面と、積層方向および幅方向に直交する長さ方向に相対する第１端面および第２端面とを備え、長さ方向の寸法が０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、幅方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、積層方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下である積層体を準備する工程と、収納容器であるバレル槽４２に積層体、溶媒、および、メディアを入れる工程と、バレル槽４２に設定された自転軸Ｃ２を中心としてバレル槽４２を自転させつつ、バレル槽４２の外部に設定され、自転軸Ｃ２と平行な公転軸Ｃ１を中心としてバレル槽４２を公転させて、バレル槽４２内の積層体を研磨する工程とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と内部電極とが交互に積層され、積層方向に相対する第１の主面および第２の主面と、前記積層方向に直交する幅方向に相対する第１の側面および第２の側面と、前記積層方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１の端面および第２の端面とを備え、前記長さ方向の寸法が０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、前記幅方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、前記積層方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下である積層体を準備する工程と、
収納容器に前記積層体、溶媒、および、メディアを入れる工程と、
前記収納容器に設定された自転軸を中心として前記収納容器を自転させつつ、前記収納容器の外部に設定され、前記自転軸と平行な公転軸を中心として前記収納容器を公転させて、前記収納容器内の前記積層体を研磨する工程と、
を備えることを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記収納容器を公転させる際の公転速度は、自転させる際の自転速度よりも速いことを特徴とする請求項１に記載の電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記公転速度は２７０ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ以下であり、前記自転速度は５０ｒｐｍ以上１５０ｒｐｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記積層体を研磨する工程では、前記積層体内の複数の前記内部電極のうち、前記第１の端面および前記第２の端面に露出している前記内部電極の割合が９０％以上となるように前記積層体を研磨することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記積層体を研磨する工程後に、前記積層体の前記第１の端面および前記第２の端面に、焼結した金属層、または金属粒子を含む樹脂層を含み、前記内部電極と導通する外部電極を設ける工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサのように、誘電体層と内部電極とが交互に積層された積層体を備える電子部品が知られている。そのような電子部品の割れや欠けの防止等のため、製造工程において積層体を研磨することによって、電子部品の角部や稜線部に丸みをつけることが行われる。
【０００３】
特許文献１には、バレル内に積層体と水を投入して、バレルを回転させることによって、積層体を研磨する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１６０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の研磨方法でサイズの小さい積層体、例えば長さ方向の寸法が０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、幅方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、積層方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下である積層体の研磨を行うと、積層体が水に浮かんでしまい、十分に研磨することができないという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、長さ方向の寸法が０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、幅方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、積層方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であるサイズの小さい積層体の研磨を十分に行うことができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電子部品の製造方法は、
誘電体層と内部電極とが交互に積層され、積層方向に相対する第１主面および第２主面と、前記積層方向に直交する幅方向に相対する第１側面および第２側面と、前記積層方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第１端面および第２端面とを備え、前記長さ方向の寸法が０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、前記幅方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、前記積層方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下である積層体を準備する工程と、
収納容器に前記積層体、溶媒、および、メディアを入れる工程と、
前記収納容器に設定された自転軸を中心として前記収納容器を自転させつつ、前記収納容器の外部に設定され、前記自転軸と平行な公転軸を中心として前記収納容器を公転させて、前記収納容器内の前記積層体を研磨する工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記収納容器を公転させる際の公転速度は、自転させる際の自転速度よりも速くてもよい。
【０００９】
前記公転速度は２７０ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ以下であり、前記自転速度は５０ｒｐｍ以上１５０ｒｐｍ以下としてもよい。
【００１０】
前記積層体を研磨する工程では、前記積層体内の複数の前記内部電極のうち、前記第１の端面および前記第２の端面に露出している前記内部電極の割合が９０％以上となるように前記積層体を研磨してもよい。
【００１１】
前記積層体を研磨する工程後に、前記積層体の前記第１の端面および前記第２の端面に、焼結した金属層、または金属粒子を含む樹脂層を含み、前記内部電極と導通する外部電極を設ける工程をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電子部品の製造方法によれば、収納容器を公転させることにより、長さ方向の寸法が０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、幅方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、積層方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下であるサイズの小さい積層体に遠心力が加わって水に浮くことを抑制し、かつ、収納容器を自転させることによって、収納容器内で積層体を流動させて、十分な研磨を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施の形態における積層セラミックコンデンサの斜視図である。
【図２】図１に示す積層セラミックコンデンサのＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１に示す積層セラミックコンデンサのＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】バレル研磨を行うために用いるバレル研磨装置の概略構成を示す側面図である。
【図５】図４のＰ１の位置にあるバレル槽内の未焼成積層体、メディア、および溶媒の混合物の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところを具体的に説明する。
【００１５】
以下の説明では、電子部品の一例として積層セラミックコンデンサを挙げて説明する。ただし、本発明の電子部品が積層セラミックコンデンサに限定されることはない。
【００１６】
（積層セラミックコンデンサ）
図１は、一実施の形態における積層セラミックコンデンサ１０の斜視図である。図２は、図１に示す積層セラミックコンデンサ１０のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図１に示す積層セラミックコンデンサ１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、積層セラミックコンデンサ１０は、全体として直方体の形状を有し、素体としての積層体１１と、一対の外部電極１４（１４ａ，１４ｂ）とを備えている。一対の外部電極１４（１４ａ，１４ｂ）は、図１に示すように対向するように配置されている。
【００１８】
ここでは、一対の外部電極１４が対向する方向を積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向Ｌと定義し、後述する内部電極１３（１３ａ，１３ｂ）が積層されている方向を積層方向Ｔと定義し、長さ方向Ｌおよび積層方向Ｔのいずれの方向にも直交する方向を幅方向Ｗと定義する。
【００１９】
積層体１１は、長さ方向Ｌに相対する第１の端面１５ａおよび第２の端面１５ｂと、積層方向Ｔに相対する第１の主面１６ａおよび第２の主面１６ｂと、幅方向Ｗに相対する第１の側面１７ａおよび第２の側面１７ｂとを有する。
【００２０】
積層体１１は、角部および稜線部に丸みを帯びている。ここで、角部は、積層体１１の３面が交わる部分であり、稜線部は、積層体１１の２面が交わる部分である。
【００２１】
積層体１１の長さ方向Ｌの寸法は、例えば０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、幅方向Ｗの寸法は、例えば０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、積層方向Ｔの寸法は、例えば０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下である。積層体１１の寸法は、マイクロメータまたは光学顕微鏡で測定することができる。
【００２２】
図２および図３に示すように、積層体１１は、誘電体層１２と、第１の内部電極１３ａおよび第２の内部電極１３ｂとを備える。
【００２３】
誘電体層１２は、積層体１１の厚み方向外側に位置する外層誘電体層１２１と、第１の内部電極１３ａと第２の内部電極１３ｂとの間に位置する内層誘電体層１２２とを含む。
【００２４】
誘電体層１２は、例えば、誘電体セラミックを主成分とする材料により構成されている。誘電体セラミックの具体例としては、例えば、ＢａＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＺｒＯ3などが挙げられる。誘電体層１２には、例えば、Ｍｎ化合物、Ｍｇ化合物、Ｓｉ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物などの副成分が適宜添加されていてもよい。
【００２５】
第１の内部電極１３ａは、積層体１１の第１の端面１５ａに引き出されている。また、第２の内部電極１３ｂは、積層体１１の第２の端面１５ｂに引き出されている。第１の内部電極１３ａと第２の内部電極１３ｂは、積層方向Ｔにおいて、内層誘電体層１２２を介して交互に配置されている。
【００２６】
第１の内部電極１３ａは、第２の内部電極１３ｂと対向する部分である対向電極部と、対向電極部から積層体１１の第１の端面１５ａまで引き出された部分である引出電極部とを備えている。また、第２の内部電極１３ｂは、第１の内部電極１３ａと対向する部分である対向電極部と、対向電極部から積層体１１の第２の端面１５ｂまで引き出された部分である引出電極部とを備えている。
【００２７】
第１の内部電極１３ａの対向電極部と、第２の内部電極１３ｂの対向電極部とが内層誘電体層１２２を介して対向することにより容量が形成され、これにより、コンデンサとして機能する。
【００２８】
第１の内部電極１３ａおよび第２の内部電極１３ｂは、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、およびＡｕなどの金属、ＡｇとＰｄの合金などを含有している。第１の内部電極１３ａおよび第２の内部電極１３ｂは、さらに誘電体層１２に含まれるセラミックと同一組成系の誘電体粒子を含んでいてもよい。
【００２９】
第１の外部電極１４ａは、積層体１１の第１の端面１５ａの全体に形成されているとともに、第１の端面１５ａから、第１の主面１６ａ、第２の主面１６ｂ、第１の側面１７ａ、および第２の側面１７ｂに回り込むように形成されている。第１の外部電極１４ａは、第１の内部電極１３ａと電気的に接続されている。
【００３０】
第２の外部電極１４ｂは、積層体１１の第２の端面１５ｂの全体に形成されているとともに、第２の端面１５ｂから、第１の主面１６ａ、第２の主面１６ｂ、第１の側面１７ａ、および第２の側面１７ｂに回り込むように形成されている。第２の外部電極１４ｂは、第２の内部電極１３ｂと電気的に接続されている。
【００３１】
第１の外部電極１４ａおよび第２の外部電極１４ｂは、例えば、下地電極層と、下地電極層上に配置されためっき層とを備える。
【００３２】
下地電極層は、以下で説明するような焼結金属層または樹脂層とすることができる。
【００３３】
焼結金属層は、ガラスと金属とを含む層であり、１層であってもよいし、複数層であってもよい。焼結金属層に含まれる金属には、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、およびＡｕなどの金属、ＡｇとＰｄの合金などのうちの少なくとも１つが含まれる。焼結金属層は、ガラスおよび金属を含む導電ペーストを積層体に塗工して焼き付けることによって形成される。
【００３４】
樹脂層は、例えば、金属粒子と熱硬化性樹脂とを含む。樹脂電極層は、１層であってもよいし、複数層であってもよい。熱硬化性樹脂として、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。また、金属粒子として、例えばＣｕ粒子を用いることができる。
【００３５】
下地電極層上に配置されるめっき層は、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、およびＡｕなどの金属、ＡｇとＰｄの合金などのうちの少なくとも１つを含む。めっき層は、１層であってもよいし、複数層であってもよい。ただし、めっき層は、Ｎｉめっき層とＳｎめっき層の２層構造とすることが好ましい。Ｎｉめっき層は、焼結金属層が積層セラミックコンデンサ１０を実装する際のはんだによって侵食されるのを防止する機能を果たす。また、Ｓｎめっき層は、積層セラミックコンデンサ１０を実装する際のはんだの濡れ性を向上させる機能を果たす。
【００３６】
（積層セラミックコンデンサの製造方法）
初めに、誘電体セラミック粉末にバインダと有機溶剤とを配合して分散させたセラミックスラリーを用意し、樹脂フィルム上にセラミックスラリーを塗布することによって、セラミックグリーンシートを作製する。誘電体セラミック粉末としては、例えば、ＢａＴｉＯ3、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＣａＺｒＯ3などを用いることができる。
【００３７】
続いて、内部電極用導電性ペーストを用意し、セラミックグリーンシートに内部電極用導電性ペーストを印刷することによって、内部電極パターンを形成する。内部電極用導電性ペーストには、例えばＮｉ粉、有機溶剤、バインダなどが含まれる。内部電極用導電性ペーストの印刷は、例えば、スクリーン印刷やグラビア印刷などの印刷方法を用いることができる。
【００３８】
続いて、内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、その上に、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを順次積層し、さらにその上に、内部電極パターンが形成されていないセラミックグリーンシートを所定枚数積層して、マザー積層体を作製する。
【００３９】
続いて、マザー積層体を、剛体プレス、静水圧プレスなどの方法によりプレスした後、プレスされたマザー積層体を、押切り、ダイシング、レーザなどの切断方法により、所定のサイズにカットする。これにより、未焼成積層体が得られる。
【００４０】
続いて、未焼成積層体を焼成することによって、焼成後の積層体を得る。
【００４１】
続いて、バレル研磨によって、積層体を研磨する。詳しい研磨方法を以下で説明する。
【００４２】
図４は、バレル研磨を行うために用いるバレル研磨装置１００の概略構成を示す側面図である。バレル研磨装置１００は、回転板４１と、収納容器である４つのバレル槽４２とを備える。
【００４３】
回転板４１は、円形の形状を有し、図示しないモータによって、回転板４１の中心に位置する公転軸Ｃ１を中心として回転駆動するように構成されている。
【００４４】
本実施形態では、公転軸Ｃ１を中心として、周方向に９０°の間隔で４つのバレル槽４２が設けられている。ただし、バレル槽４２の数が４つに限定されることはない。公転軸Ｃ１は、図４に示すように、各バレル槽４２の外部に設けられている。
【００４５】
各バレル槽４２は、回転板４１と一体的に回転するように構成されている。すなわち、回転板４１が公転軸Ｃ１を中心として回転すると、各バレル槽４２も公転軸Ｃ１を中心として、回転板４１の回転に合わせて回転する。ただし、ここでの「一体的に回転」とは、回転板４１の回転に合わせて回転することを意味しており、各バレル槽４２が回転板４１に対して相対的に回転することができないという意味ではない。
【００４６】
各バレル槽４２には、公転軸Ｃ１と平行な自転軸Ｃ２が設定されている。公転軸Ｃ１および自転軸Ｃ２の軸方向は、図４の紙面と直交する方向である。軸方向に見て、自転軸Ｃ２は、バレル槽４２の中心に設けられている。
【００４７】
バレル槽４２は、自転軸Ｃ２と平行な方向から見たときの形状が正六角形である六角柱状の形状を有する。ただし、自転軸Ｃ２と平行な方向から見たときの形状が正六角形に限定されることはなく、例えば、正六角形以外の多角形であってもよい。各バレル槽４２は、それぞれに設定されている自転軸Ｃ２を中心として回転可能に構成されている。
【００４８】
すなわち、各バレル槽４２は、その外部に設定されている公転軸Ｃ１を中心として公転するとともに、自転軸Ｃ２を中心として自転するように構成されている。各バレル槽４２が自転するときの回転方向（自転方向）は、回転板４１の回転方向（公転方向）とは逆方向である。ただし、各バレル槽４２の自転方向は、公転方向と同一方向としてもよい。
【００４９】
バレル研磨を行うため、バレル槽４２内に、積層体、溶媒、および、メディアを入れる。溶媒として、例えば水を用いる。積層体を研磨するためのメディアとして、例えばＰＳＺ（部分安定ジルコニア）により構成されたＰＳＺボールを用いる。
【００５０】
続いて、各バレル槽４２を自転軸Ｃ２を中心として自転させつつ、回転板４１を回転させることによって、各バレル槽４２を公転軸Ｃ１を中心として公転させる。回転板４１の回転速度、すなわち、各バレル槽４２の公転速度は、自転速度よりも速い速度であって、各バレル槽４２内の積層体に、浮力よりも大きい遠心力が加わるような速度とする。例えば、公転速度は２７０ｒｐｍ以上４００ｒｐｍ以下とし、自転速度は５０ｒｐｍ以上１５０ｒｐｍ以下とする。
【００５１】
バレル槽４２が公転軸Ｃ１を中心として公転することにより、遠心力によって、積層体、メディア、および溶媒は、バレル槽４２内で、公転軸Ｃ１とは反対側へと押しつけられる。
【００５２】
図５は、図４のＰ１の位置にあるバレル槽４２内の積層体、メディア、および溶媒の混合物の状態を示す図である。上述したように、混合物は、遠心力ｆによって公転時の径方向外側に押しつけられる。このとき、バレル槽４２が自転しているため、公転軸Ｃ１に近い側には、混合物の流動量が多い多流動領域５０ａが形成され、公転軸Ｃ１より遠い側には、多流動領域５０ａ内の混合物と比べて、混合物の流動量が少ない少流動領域５０ｂが形成される。また、多流動領域５０ａと、少流動領域５０ｂとの界面には、研磨加工面５１が形成される。
【００５３】
多流動領域５０ａ内の積層体は、公転による遠心力ｆによって研磨加工面５１に押しつけられ、かつ、バレル槽４２の自転によって流動することにより、特に、研磨加工面５１において、メディアによって研磨される。バレル槽４２が自転することにより、多流動領域５０ａ内の積層体と少流動領域５０ｂ内の積層体とは混合され、バレル槽４２内の積層体が一様に研磨される。
【００５４】
なお、研磨を行う時間は、適宜設定すればよい。例えば、研磨によって、積層体の角部および稜線部のＲ量が所望の値となるような時間を適宜設定することができる。
【００５５】
上述したように、バレル槽４２を、公転軸Ｃ１を中心として公転させることにより、長さ方向の寸法が０．１８ｍｍ以上０．２８ｍｍ以下、幅方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下、積層方向の寸法が０．０８ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下である小さいサイズの積層体に遠心力を加えて水に浮くことを抑制し、かつ、自転軸Ｃ２を中心として自転させることによって、バレル槽４２内で積層体を流動させて、十分な研磨を行うことができる。これにより、積層体の角部および稜線部に丸みをつけることができる。
【００５６】
また、本実施形態では、各バレル槽４２の公転速度は、自転速度よりも速い速度であって、各バレル槽４２内の積層体に、浮力よりも大きい遠心力が加わるような速度としている。これにより、積層体が水に浮いて十分な研磨ができなくなることを効果的に抑制することができる。また、自転速度が速いと、バレル槽４２内での積層体の動きが激しくなり、割れや欠けが発生する可能性があるが、自転速度を公転速度よりも遅くすることにより、積層体の割れや欠けの発生を抑制することができる。
【００５７】
また、上述した方法で研磨が行われることにより、積層体の両端面が研磨されて、両端面に露出する内部電極の割合が増加する。本実施形態では、積層体に含まれる複数の内部電極のうち、両端面に露出する内部電極の割合が９０％以上となるように、積層体を研磨する。これにより、この後の工程で形成される外部電極と、内部電極との接続不良を抑制して、信頼性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。
【００５８】
研磨が終了すると、積層体の両端面に、外部電極用導電性ペーストを塗工する。外部電極用導電性ペーストには、例えばＣｕを含む金属粒子とガラスが含まれる。
【００５９】
続いて、積層体の両端面に塗工された外部電極用導電性ペーストを乾燥させた後、所定の温度で焼き付けを行う。これにより、積層体の両端面に、内部電極と導通する焼結金属層が形成される。
【００６０】
なお、積層体の両端面に、熱硬化性樹脂に金属粒子を混ぜた樹脂ペーストを塗工した後、樹脂が硬化する温度で熱処理を行うことによって、金属粒子を含む樹脂層を形成するようにしてもよい。この場合、金属粒子を含む樹脂層が内部電極と導通する。熱硬化性樹脂として、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。また、金属粒子として、例えばＣｕ粒子を用いることができる。
【００６１】
この後、燒結金属層または金属粒子を含む樹脂層の上にめっき層を形成する。例えば、樹脂層の上にＮｉめっき層を形成し、Ｎｉめっき層の上にＳｎめっき層を形成する。めっき層は、例えば電解めっきにより形成することができる。
【００６２】
上述した工程により、積層セラミックコンデンサ１０が製造される。
【００６３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００６４】
例えば、バレル研磨装置１００の構成が図４に示す構成に限定されることはない。すなわち、収納容器であるバレル槽が公転軸を中心として公転しつつ、自転軸を中心として自転するように構成されているのであれば、バレル研磨装置の構成が図４に示す構成に限定されることはない。
【符号の説明】
【００６５】
１０    積層セラミックコンデンサ
１１    積層体
１２    誘電体層
１３ａ  第１の内部電極
１３ｂ  第２の内部電極
１４ａ  第１の外部電極
１４ｂ  第２の外部電極
１５ａ  第１の端面
１５ｂ  第２の端面
１６ａ  第１の主面
１６ｂ  第２の主面
１７ａ  第１の側面
１７ｂ  第２の側面
４１    回転板
４２    バレル槽
５０ａ  混合物の流動量が多い多流動領域
５０ｂ  混合物の流動量が少ない少流動領域
５１    研磨加工面
１００  バレル研磨装置
１２１  外層誘電体層
１２２  内層誘電体層
Ｃ１    公転軸
Ｃ２    自転軸
【図１】
2020031148.tif 000003
【図２】
2020031148.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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