(57)【要約】【課題】  チップ部品の欠けや割れの発生を防止したチップ部品の製造方法を提供する。【解決手段】  複数の焼成前チップ部品を準備する工程と、前記複数の焼成前チップ部品をバレル容器に投入する工程と、前記バレル容器の回転数を第１の速度で上昇させる第１段階と、前記第１段階の後に前記バレル容器の回転数を前記第１の速度より小さい第２の速度で上昇させる第２段階と、を含む複数の段階で前記バレル容器の回転数を制御し、前記焼成前チップ部品をバレル研磨する研磨工程と、前記焼成前チップ部品を焼成する工程と、を有するチップ部品の製造方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の焼成前チップ部品を準備する工程と、
前記複数の焼成前チップ部品をバレル容器に投入する工程と、
前記バレル容器の回転数を第１の速度で上昇させる第１段階と、前記第１段階の後に前記バレル容器の前記回転数を前記第１の速度より小さい第２の速度で上昇させる第２段階と、を含む複数の段階で前記バレル容器の前記回転数を制御し、前記焼成前チップ部品をバレル研磨する研磨工程と、
前記焼成前チップ部品を焼成する工程と、を有するチップ部品の製造方法。
【請求項２】
前記研磨工程において、前記焼成前チップ部品は、乾式でバレル研磨されることを特徴とする請求項１に記載のチップ部品の製造方法。
【請求項３】
前記研磨工程において、前記焼成前チップ部品は、メディアレスでバレル研磨されることを特徴とする請求項１または２に記載のチップ部品の製造方法。
【請求項４】
前記バレル容器の前記回転数を制御する前記複数の段階のうち、前記バレル容器の前記回転数を上昇させる段階の全ては、一分間に７５０回転以下の割合で前記回転数を上昇させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のチップ部品の製造方法。
【請求項５】
前記研磨工程において、前記第１段階では、前記第２段階以下の摩擦圧力が前記焼成前チップ部品に加わることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のチップ部品の製造方法。
【請求項６】
前記研磨工程では、前記第２段階の後に前記バレル容器の前記回転数を一定に保持する等速段階と、前記等速段階の後の前記バレル容器の前記回転数を下降させる減速段階とをさらに含む複数の段階で前記バレル容器の前記回転数を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のチップ部品の製造方法。
【請求項７】
前記研磨工程では、前記第２段階の後に、前記バレル容器の前記回転数を上昇させる１以上の速度上昇段階をさらに含む複数の段階で前記バレル容器を制御し、当該速度上昇段階では、前記第１段階および前記第２段階を含む当該速度上昇段階より前に行われた段階において前記バレル容器の前記回転数を上昇させるいずれの速度よりも小さい速度で、前記バレル容器の前記回転数を上昇させることを特徴とする請求項１から請求項６に記載のチップ部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ部品の製造方法に関し、より詳細にはチップ部品をバレル研磨する工程を含むチップ部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック電子部品等のチップ部品の製造方法において、チップ部品の稜線部やコーナー部が尖っていると、当該稜線部等に欠けや割れが発生するいわゆるチッピングと呼ばれる現象が発生することが問題となっていた。
【０００３】
上記のような問題を解決するための従来技術としては、例えば、セラミック焼成体を得た後に、セラミック焼成体をバレル研磨することによって、チップ部品の稜線部に丸みをつける製造方法が知られている（特許文献１等参照）。
【０００４】
しかしながら、従来技術に係る製造方法では、焼成後にバレル研磨を行っているため、チップ部品を焼成する前の工程においてチッピングが発生しやすいという問題を有している。また、従来技術に係る製造方法では、回転数の上昇速度が大きい場合、チップ部品に加わる負荷が大きくなりすぎて研磨中にチッピングが発生しやくなる一方で、回転数の上昇速度が小さい場合、バレル研磨に長時間を要するという課題を有していた。
【特許文献１】特開平８−３１６０８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、チップ部品の欠けや割れの発生を防止したチップ部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を解決するため、本発明に係るチップ部品の製造方法は、
複数の焼成前チップ部品を準備する工程と、
前記複数の焼成前チップ部品をバレル容器に投入する工程と、
前記バレル容器の回転数を第１の速度で上昇させる第１段階と、前記第１段階の後に前記バレル容器の前記回転数を前記第１の速度より小さい第２の速度で上昇させる第２段階と、を含む複数の段階で前記バレル容器の前記回転数を制御し、前記焼成前チップ部品をバレル研磨する研磨工程と、
前記焼成前チップ部品を焼成する工程と、を有する。
【０００７】
本発明に係るチップ部品の製造方法は、互いに異なる速度でバレル容器の回転数を上昇させる複数の段階でバレル容器の回転数を制御し、焼成前チップ部品をバレル研磨する。バレル容器の回転数を、焼成前チップの研磨状態に合わせて適切に調整することによって、研磨中にチップに過剰な負荷が加わることを抑制し、チッピングを防止することができる。また、本発明に係るチップ部品の製造方法は、焼成前チップ部品をバレル研磨するため、焼成前チップ部品を製造した後、焼成する工程までにおけるチッピングを防止できる。
【０００８】
また、本発明に係るチップ部品の製造方法では、前記研磨工程において、前記焼成前チップ部品は、乾式でバレル研磨されてもよい。
【０００９】
乾式でバレル研磨を行うことによって、湿式でバレル研磨を行う場合に比べて、バレル研磨中に液体成分等がチップ部品の内部に侵入することが抑制されるため、良好な電気的特性を有するチップ部品を得ることができる。また、本発明に係るチップ部品の製造方法は、バレル容器の回転数を焼成前チップの研磨状態に合わせて適切に調整できるため、乾式で研磨した場合でも、焼成前チップに加わる摩擦圧力を適切に調整して、研磨中のチッピングを防止することができる。
【００１０】
また、本発明に係るチップ部品の製造方法では、前記研磨工程において、前記焼成前チップ部品は、メディアレスでバレル研磨されてもよい。
【００１１】
メディアを用いずにバレル研磨することによって、研磨後にメディアとチップ部品を分離する工程を省略することが可能であるため、チップ部品の製造が効率化できる。また、研磨中に、メディアを構成する物質が、チップ分の内部に侵入し、チップ部品の特性に悪影響を与えることを防止できる。
【００１２】
また、前記第１段階における前記第１の速度は、１分間に７５０回転以下の割合で前記回転数を上昇させる速度であってもよい。特にバレル研磨を開始した直後におけるバレル容器の前記回転数の上昇速度を所定の値以下とすることによって、チッピング等の発生をさらに効果的に防止することができる。
【００１３】
また、前記研磨工程では、前記第２段階の後に前記バレル容器の前記回転数を一定に保持する等速段階と、前記等速段階の後の前記バレル容器の前記回転数を下降させる減速段階とをさらに含む複数の段階で前記バレル容器の前記回転数を制御してもよい。等速段階や減速段階を含む複数の段階で前記バレル容器の前記回転数を制御することによって、チップ部品に加わる摩擦圧力をより適切に調整することができる。
【００１４】
また、前記研磨工程では、前記第２段階の後に、前記バレル容器の前記回転数を上昇させる１以上の速度上昇段階をさらに含む複数の段階で前記バレル容器を制御し、当該速度上昇段階では、前記第１段階および前記第２段階を含む当該速度上昇段階より前に行われた段階において前記バレル容器の前記回転数を上昇させるいずれの速度よりも小さい速度で、前記バレル容器の前記回転数を上昇させてもよい。上昇速度が段階ごとに徐々に遅くなっていくように設定された多段階で、バレル容器の回転数を制御することによって、チップに加わる摩擦圧力をより適切に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法によって製造されたセラミックコンデンサの一例を表す概略断面図、
図２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法に用いるバレル研磨工程前のグリーンチップの斜視図、
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すバレル研磨工程前のグリーンチップを、II−II線に沿って切断した概略断面図、
図３（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法に用いるグリーンシートを表す断面図、
図３（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法に用いる内部電極パターン層を有するグリーンシートを表す断面図、
図４（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造に用いるバレル研磨工程後のグリーンチップの斜視図、
図４（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すバレル研磨工程後のグリーンチップを、IＶＢ−IＶＢ線に沿って切断した概略断面図、
図５は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法に用いたバレル研磨装置の概略図、
図６は、第１実施形態および実施例１に係るチップ部品の製造方法において行われた研磨工程におけるバレル容器の回転数の時間変化を示すグラフ、
図７は、実施例２に係るチップ部品の製造方法おいて行われた研磨工程におけるバレル容器の回転数の時間変化を示すグラフ、
図８は、参考例１に係るチップ部品の製造方法において行われた研磨工程におけるバレル容器の回転数の時間変化を示すグラフ、
図９は、実施例３に係るチップ部品の製造方法について行われた研磨工程シミュレーションの結果を示すグラフ、
図１０は、参考例２に係るチップ部品の製造方法について行われた研磨工程シミュレーションの結果を示すグラフである。
第１実施形態
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法によって製造されたセラミックコンデンサ２の一例を表す概略断面図である。ただし、実施形態に係る方法によって製造されるチップ部品としては、セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品に限定されず、その他のチップ部品であってもよい。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る製造方法によって製造された積層セラミックコンデンサ２は、コンデンサ素体４と、第１外部電極６と第２外部電極８とを有する。コンデンサ素体４は、内側誘電体層１０と、内部電極層１２とを有し、内側誘電体層１０の間に、これらの内部電極層１２が交互に積層してある。コンデンサ素体４は、その積層方向の両端面に、外側誘電体層１１を有する。交互に積層される一方の内部電極層１２は、コンデンサ素体４の第１端部の外側に形成してある第１外部電極６の内側に対して電気的に接続してある。また、交互に積層される他方の内部電極層１２は、コンデンサ素体４の第２端部の外側に形成してある第２外部電極８の内側に対して電気的に接続してある。
【００１８】
内側誘電体層１０および外側誘電体層１１の材質は、特に限定されず、たとえばチタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムおよび／またはチタン酸バリウムなどの誘電体材料で構成される。各内側誘電体層１０の厚みは、特に限定されないが、数μｍ〜数百μｍのものが一般的である。また、外側誘電体層１１からなる外層部の厚みは、特に限定されないが、１０〜２００μｍの範囲とすることができる。
【００１９】
外部電極６および８の材質も特に限定されないが、通常、Ｎｉ，Ｐｄ，Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ，Ｐｔ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｉｒ等の少なくとも１種、又はそれらの合金を用いることができる。通常は、Ｃｕ，Ｃｕ合金、Ｎｉ又はＮｉ合金等や、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｉｎ−Ｇａ合金等が使用される。外部電極６および８の厚みも特に限定されないが、通常１０〜５０μｍ程度である。積層セラミックコンデンサ２の形状やサイズは、目的や用途に応じて適宜決定すればよい。
【００２０】
次に、本発明の一実施形態としての積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。
【００２１】
本実施形態に係るセラミックコンデンサの製造方法では、まず、図２（Ａ）および（Ｂ）に示すにように、グリーン積層体を所定の寸法に切断したグリーンチップ４２を準備する。グリーンチップ４２の製造方法としては特に限定されないが、例えば、以下のような方法によって製造することができる。
【００２２】
グリーンチップ４２を準備する工程では、まず、 図３（Ａ）に示すように、ドクターブレード法などにより、支持体としてのキャリアシート２０上に、内側グリーンシート用ペーストを塗布し、内側グリーンシート１０ａを形成する。形成された内側グリーンシート１０ａには、適切な乾燥処理が施される。
【００２３】
内側グリーンシート用ペーストは、通常、セラミック粉末と有機ビヒクルとを混練して得られた有機溶剤系ペースト、または水系ペーストで構成される。セラミック粉末の原料としては、複合酸化物や酸化物となる各種化合物、たとえば炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物などから適宜選択され、混合して用いることができる。有機ビヒクルとは、バインダを有機溶剤中に溶解したものである。有機ビヒクルに用いるバインダは特に限定されず、エチルセルロース、ポリビニルブチラール等の通常の各種バインダから適宜選択すればよい。
【００２４】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、上記にて形成した内側グリーンシート１０ａの表面に、内部電極パターン層用ペーストを用いて、内部電極パターン層１２ａを形成し、内部電極パターン層１２ａを有する内側グリーンシート１０ａを得る。内部電極パターン層１２ａの形成方法としては、特に限定されないが、印刷法、転写法などが例示される。
【００２５】
内部電極パターン層用ペーストは、上記した各種導電性金属や合金からなる導電材、あるいは焼成後に上記した導電材となる各種酸化物、有機金属化合物、レジネート等と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。なお、内部電極パターン層用ペーストには、必要に応じて、共材としてセラミック粉末が含まれていても良い。
【００２６】
次に、得られた内部電極パターン層１２ａを有する内側グリーンシート１０ａを交互に積層し、内部積層体３０（図２（Ｂ））を得る。そして、得られた内部積層体３０を、外側グリーンシート１１ａの上に積層し、さらに内部積層体３０の上にも外側グリーンシート１１ａを積層して、グリーン積層体を得る。なお、外側グリーンシート１１ａに内部積層体３０を積層するかわりに、外側グリーンシート１１ａに直接内側グリーンシート１０ａと内部電極パターン層１２ａとを交互に所定数積層してもよい。また、複数枚の内側グリーンシート１０ａと複数枚の内部電極パターン層１２ａとを交互に積層した積層体ユニットを予め作製しておき、それらを外側グリーンシート１１ａに所定数積層してもよい。
【００２７】
外側グリーンシート１１ａは、内側グリーンシート１０ａと同様に、キャリアシート２０上に、外側グリーンシート用ペーストを塗布した後、適切な乾燥処理を行うことによって得られる。外側グリーンシート用ペーストは、内側グリーンシート用ペーストと同様に、セラミック粉末と有機ビヒクルとを混練して得られた有機溶剤系ペースト、または水系ペーストで構成される。
【００２８】
得られたグリーン積層体を、所定の寸法に切断し、図２に示すグリーンチップ４２を得る。この段階において、グリーンチップ４２は、図２（Ａ）に示すように、稜線部４２ａおよびコーナー部４２ｂが尖った略直方体形状を有している。なお、グリーンチップ４２を準備する工程において、各グリーンシート１０ａ，１１ａ、内部積層体３０およびグリーンチップ４２は、必要に応じて乾燥処理される。
【００２９】
次に、本実施形態に係るセラミックコンデンサの製造方法では、上述のようにして得られた複数のグリーンチップ４２を、図５に示すバレル装置５０におけるポット５２に投入する。
【００３０】
図５に示すように、バレル装置５０は、ポット５２および支持部５３等からなるバレル装置本体部を有しており、バレル本体部は、バレル装置外装５４の内部に収納されている。本実施形態に係る製造方法に用いたバレル装置５０は、遠心バレル装置であり、公転軸５８を中心として回転させられる４つのポット５２を有している。各ポット５２は、公転軸５８を中心とする円周上に、略等間隔（９０度間隔）に配置されている（ただし、図５には２つのポット５２のみが図示されている）。
【００３１】
ポット５２の形状は、通常、円筒状や多角柱状とされ、研磨条件により適宜変更すればよいが、本実施形態では、六角柱状である。また、ポット５２には、ポット内部に投入されたグリーンチップ等を封止するための蓋６０が取り付けられている。なお、本発明に係る製造方法に使用されるバレル装置５０としては、遠心バレル装置に限定されず、回転バレル装置等のその他のバレル装置を使用してもよい。
【００３２】
バレル装置５０の支持部５３には、不図示の制御部によって回転数を制御可能な公転軸５８が取り付けられている。公転軸５８には、公転軸５８と一体となって回転する公転板５５が固定されている。さらに、公転板５５の上面には、自転軸５１を介して、ポットホルダ５６取り付けられている。
【００３３】
グリーンチップ４２を投入するポット５２は、ポットホルダ５６に取り付けられ、ポットホルダ５６とともに公転軸５８を中心として回転させられるため、グリーンチップ４２に遠心力が加えられる。さらに、図５に示すポット５２は、公転板５５に取り付けられた自転軸５１を中心として回転可能となっている。
【００３４】
すなわち、不図示の制御部は、公転軸５８の回転数と、自転軸５１の回転数とを、必要に応じて独立に制御することができる。したがって、バレル装置５０は、各回転数を制御することによって、ポット５２に投入されたグリーンチップ４２に対して適切な遠心力を加え、バレル研磨を行うことができる。なお本願明細書および特許請求の範囲において、ポット５２の回転は、自転軸５１を中心とするポット５２の自転と、公転軸５８を中心とするポット５２の公転とを含む。
【００３５】
本実施形態では、ポット５２に水等の液体を投入せず、乾式にてバレル研磨を行う。乾式でバレル研磨を行うことによって、研磨中に水分等の液体成分がグリーンチップ４２に侵入し、焼成後の電気的特性を悪化させることを防止できる。
【００３６】
また、本実施形態に係るバレル研磨では、グリーンチップ４２とともに、メディア（研磨媒体）を投入してもよい。メディアとしては、アルミナボール、シリカボールまたはジルコニアボール等を用いることができる。しかし、本実施形態に係るバレル研磨では、メディアをポット５２に投入せず、メディアレスで研磨を行ってもよい。
【００３７】
メディアレスで研磨を行うことによって、メディアを構成する物質が、グリーンチップ４２内に侵入し、焼成後の電気的特性を悪化させることを防止できる。また、研磨後にグリーンチップ４２とメディアとを分離させる工程を省略できるため、製造工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００３８】
本実施形態に係るセラミックコンデンサの製造方法では、複数のグリーンチップ４２を、図５に示すバレル装置５０のポット５２に投入した後、ポット５２を回転させてバレル研磨を行い、図２（Ａ）に示す稜線部４２ａやコーナー部４２ｂに丸みをつける。図５に示すバレル装置５０では、公転軸５８と自転軸５１のいずれか一方のみを回転させてバレル研磨をおこなってもよく、また、公転軸５８と自転軸５１の両方を回転させながらバレル研磨をおこなってもよい。
【００３９】
本実施形態では、自転軸５１を固定した状態で、公転軸５８のみを回転させてバレル研磨を行う。図６は、図５に示す公転軸５８に取り付けられたポット５２の回転数の時間変化を表したものである。本実施形態における研磨工程では、公転軸５８の回転数を、公転軸５８（ポット５２）の回転数の上昇速度が互いに異なる第１〜第４段階で制御しながら上昇させる。ポット５２は、図５に示す公転板５５およびポットホルダ５６等を介して公転軸５８に固定されているため、公転軸５８と同一の回転数で、公転軸５８の周りを回転する。
【００４０】
すなわち、回転開始〜回転開始後３分までの第１段階６１では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２（公転軸５８）の回転数を第１の速度で上昇させる。第１の速度は、ポット５２の回転数を、一分間に略２７回転の割合で上昇させる速度である。第１段階６１によって、ポット５２の回転数は、８０ｒｐｍに到達する。
【００４１】
回転開始後３分から１０分までの第２段階６２では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第２の速度で上昇させる。第２の速度は、ポット５２の回転数を、一分間に略９回転の割合で上昇させる速度である。第２段階６２によって、ポット５２の回転数は、１４０ｒｐｍに到達する。
【００４２】
回転開始後１０分から１５分までの第３段階６３では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第３の速度で上昇させる。第３の速度は、ポット５２の回転数を、一分間に略４回転の割合で上昇させる速度である。第３段階６３によって、ポット５２の回転数は、１６０ｒｐｍに到達する。
【００４３】
回転開始後１５分から２５分までの第４段階６４では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第４の速度で上昇させる。第４の速度は、ポット５２の回転数を、一分間に略２回転の割合で上昇させる速度である。第４段階６４によって、ポット５２の回転数は、１８０ｒｐｍに到達する。
【００４４】
回転開始後２５分から４５分までの等速段階６５では、ポット５２の回転数を１８０ｒｐｍに保持した後、回転開始後４５分から５０分までの減速段階６６では、ポット５２の回転数を第７の速度で下降させる。第７の速度は、ポット５２の回転数を、一分間に略３６回転の割合で下降させる速度である。減速段階６６によって、ポット５２の回転は停止させられ、バレル研磨工程が終了する。
【００４５】
図４は、図２に示すグリーンチップ４２を、上述の研磨工程によって研磨することによって得られる研磨後のグリーンチップ４３を表す斜視図である。グリーンチップ４３の稜線部４３ａおよびコーナー部４３ｂは、バレル研磨によって丸みを付けられている。
【００４６】
このように、本実施形態に係る製造方法では、グリーンチップ４３の稜線部４３ａおよびコーナー部４３ｂ等が丸みを付けられているため、グリーンチップ４２を焼成等するその後の工程において、グリーンチップ４３に割れ、欠け、クラック等が発生することを防止できる。なお、グリーンチップ４３の稜線部４３ａおよびコーナー部４３ｂに形成された丸みＲの半径寸法を、２０μｍ〜４０μｍ程度とすることで、その後の工程においてチッピング等が発生することを効果的に防止できる。
【００４７】
また、本実施形態に係る研磨工程では、ポット５２の回転数を第１の速度で上昇させる第１段階６１と、第１段階６１の後にポット５２の回転数を第１の速度より小さい第２の速度で上昇させる第２段階６２とを含む複数の段階で、バレルの回転数を制御する。このような制御を行うことによって、本実施形態に係る製造方法では、研磨中におけるグリーンチップ４２にチッピングが発生することを効果的に防止するとともに、短時間で研磨を行うことができる。
【００４８】
すなわち、本実施形態に係る研磨工程は、互いに異なる速度でポット５２の回転数を上昇させる複数の段階でポット５２の回転数を制御するため、研磨状態に合わせてグリーンチップ４２に適切な負荷（遠心力）を加えることができる。適切な速度でポット５２の回転数を上昇させることによって、回転数の急激な上昇に伴うグリーンチップ４２への負荷の急上昇を抑制し、チッピングを防止できる。さらに、回転数の上昇速度を変化させることによって、グリーンチップ４２の研磨状態に対して十分な遠心力が加わらない状態が続くことを防止し、研磨時間を短縮することができる。
【００４９】
さらに、ポット５２の回転数を上昇させる上昇段階（例えば第１段階６１および第２段階６２）の間に、ポット５２の回転数を一定時間保持する等速段階を挟みながら、ポット５２の回転数を段階的に上昇させることもできる。しかし、グリーンチップ４２の研磨は、等速段階でも進行するため、バレルの回転数は、間欠的に上昇させるのではなく、継続的に上昇させることが好ましい。すなわち、バレル研磨工程では、所定の回転数に到達するまでは、ポット５２の回転数を継続的に上昇させることが、研磨状態に合わせてグリーンチップ４２に適切な負荷を加える観点から好ましい。
【００５０】
また、第１の速度より、第２の速度を小さくすることによって、研磨状態に合わせてグリーンチップ４２に適切な負荷（遠心力）を加えることができる。第１段階６１において、ポット５２の内部でグリーンチップ４２の流動が開始されて実質的に研磨が開始されるまでの間は、速やかにポット５２の回転数を上昇させることが好ましいからである。
【００５１】
したがって、第１段階６１では速やかにポット５２の回転数を上昇させ、第２段階６２では、ポット５２の回転数の上昇速度を第１段階６１より小さくすることによって、グリーンチップ４２に適切な負荷（遠心力）を加えることができる。したがって、本実施形態に係る研磨工程は、チッピングを防止しつつ、研磨に必要な時間を短縮することができる。このように、バレル研磨工程では、所定の回転数に到達するまでは、ポット５２の回転数の上昇速度が次第に低下するように制御しながらポット５２の回転数を継続的に上昇させることが、グリーンチップ４２に適切な負荷を加える観点から好ましい。
【００５２】
さらに、本実施形態に係る研磨工程によれば、ポット５２の内部におけるグリーンチップ４２同士が衝突する際に、衝撃を緩和する作用がある水を加えない乾式研磨であっても、チッピングを抑制した研磨を行うことができる。なぜなら、本実施形態に係る研磨工程は、グリーンチップ４２に加わる負荷を、研磨状態に応じた適切な大きさに保ちながら、バレル研磨を行うことができるからである。なお、ポット５２の回転数の上昇速度を、より細かく段階を分けて変化させてもよく、ポット５２の回転数の上昇速度を遷移的に小さくするように制御してもよい。このように、乾式でバレル研磨を行うことによって、研磨中に水分等の液体成分がグリーンチップ４２に侵入し、焼成後の電気的特性を悪化させることを防止できる。
【００５３】
また、本実施形態に係る研磨工程によれば、ポット５２中にメディア（研磨媒体）を投入せずに研磨を行うことができる。なぜなら、本実施形態に係る研磨工程は、グリーンチップ４２に加わる負荷を、研磨状態に応じた適切な大きさに保ちながら、バレル研磨を行うことができるため、メディアレスで研磨を行っても効率的な研磨が可能であるからである。
【００５４】
また、メディアレスで研磨を行うことによって、メディアを構成する物質がグリーンチップ４２内に侵入し、焼成後の電気的特性を悪化させることを防止できる。また、研磨後にグリーンチップ４２とメディアとを分離させる工程を省略できるため、製造工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００５５】
研磨工程の後に、本実施形態に係るセラミックコンデンサの製造方法では、グリーンチップ４３に対して、脱バインダ工程、焼成工程、必要に応じて行われるアニール工程等を行うことにより、図１に示すコンデンサ素体４を得る。本実施形態に係る製造方法では、焼成前のグリーンチップ４２をバレル研磨するため、グリーンチップ４２を作製した後、焼成する工程までにおけるチッピングを防止できる。
【００５６】
以下、本発明をさらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例１
【００５７】
本発明の実施例１に係る製造方法では、図２（Ａ）に示すようなグリーンチップ４２を準備した。グリーンチップ４２は、実施形態において説明したように、表面に内部電極パターン層１２ａを有する内側グリーンシート１０ａを、外側グリーンシート１１ａの上に積層した後、さらに外側グリーンシート１１ａを積層することによってグリーン積層体を形成し、得られたグリーン積層体を切断することによって作製した。
【００５８】
図２（Ｂ）に示す内側グリーンシート１０ａに用いた内側グリーンシート用ペーストとしては、セラミック粉末であるＢａＴｉＯ３系粉末と有機ビヒクルとを混練して得られた有機溶剤系ペーストを用いた。有機ビヒクルに用いるバインダとしては、ポリビニルブチラール樹脂、溶剤としてはターピネオールを使用した。
【００５９】
また、内部電極パターン層を形成するための内部電極用ペーストは、導電剤であるＮｉ粒子と有機ビヒクルとを混練して調整したものを用いた。さらに、外側グリーンシート１１aに用いた外側グリーンシート用ペーストとしては、内側グリーンシートペーストと同様に、セラミック粉末であるＢａＴｉＯ３系粉末と有機ビヒクルとを混練して得られた有機溶剤系ペーストを用いた。
【００６０】
なお、グリーン積層体を切断して得られたグリーンチップ４２は、グリーンチップ４２を焼成した後、図１に示す外部電極６，８を形成した状態において、横１．０ｍｍ、縦０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍのセラミックコンデンサを得られる寸法とした。
【００６１】
本発明の実施例１に係る製造方法では、上述のようにして得られた複数のグリーンチップ４２を、図５に示すバレル装置５０のポット５２に投入した。実施例１に用いたポット５２の容積は２リットルであり、グリーンチップ４２のポット５２への投入量はポット５２の容積の５０％とした。
【００６２】
さらに、本発明の実施例１に係る製造方法では、ポット５２に、水、溶剤、分散材などの液体を投入することなく、ポット５２の中にこれらの液体が実質的に存在しない条件、すなわち乾式でバレル研磨を行った。また、ポット５２にメディアを投入せず、メディアレスでバレル研磨を行った。
【００６３】
次に、本発明の実施例１に係る製造方法では、グリーンチップ４２が投入されたポット５２を回転させてバレル研磨を行い、図２（Ａ）に示す稜線部４２ａやコーナー部４２ｂに丸みをつけた。
【００６４】
図６は、図５に示すポット５２の回転数の時間変化を表したものである。実施例１における研磨工程では、公転軸５８（ポット５２）の回転数を、公転軸５８の上昇速度が互いに異なる第１〜第４段階で制御しながら上昇させた。なお、実施例１に係る製造方法では、自転軸５１を固定した状態で、公転軸５８のみを回転させてバレル研磨を行った。実施例１でも、ポット５２は、図５に示す公転板５５およびポットホルダ５６等を介して公転軸５８に固定されているため、公転軸５８と同一の回転数で、公転軸５８の周りを回転する。
【００６５】
すなわち、図６に示すように、回転開始〜回転開始後３分までの第１段階６１では、ポット５２の回転数を第１の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略２７回転の割合で上昇させる速度）で上昇させた。第１段階６１によって、ポット５２の回転数は、８０ｒｐｍに到達した。
【００６６】
回転開始後３分から１０分までの第２段階６２では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第２の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略９回転の割合）で上昇させた。第２段階６２によって、ポット５２の回転数は、１４０ｒｐｍに到達した。
【００６７】
回転開始後１０分から１５分までの第３段階６３では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第３の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略４回転の割合で上昇させる速度）で上昇させた。第３段階６３によって、ポット５２の回転数は、１６０ｒｐｍに到達した。
【００６８】
回転開始後１５分から２５分までの第４段階６４では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第４の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略２回転の割合で上昇させる速度）で上昇させる。第４段階６４によって、ポット５２の回転数は、１８０ｒｐｍに到達した。
【００６９】
回転開始後２５分から４５分までの等速段階６５では、ポット５２の回転数を１８０ｒｐｍに保持した後、回転開始後４５分から５０分までの減速段階６６では、ポット５２の回転数を第７の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略３６回転の割合で下降させる速度）で下降させた。減速段階６６によって、ポット５２の回転を停止させ、バレル研磨工程を終了した。
【００７０】
実施例１では、以上のような研磨工程を行い、図２に示すグリーンチップ４２をバレル研磨することによって、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、稜線部４３ａやコーナー部４３ｂに丸みをつけたグリーンチップ４３を得た。グリーンチップ４３の稜線部４３ａおよびコーナー部４３ｂに形成された丸みＲの半径寸法は、１０μｍ〜５０μｍであった。
【００７１】
さらに、実施例１では、グリーンチップ４３に対して、脱バインダ工程、焼成工程を行うことにより、図１に示すコンデンサ素体４を得た。さらに、得られたセラミック素体４のうち、５００個について割れ、欠けの有無を調査した。結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
2010010424.tif 000003
【００７３】
表１に示すように、実施例１では、調査した５００個のセラミック素体４の中に、割れまたは欠けが発生していたものは無く、チッピング発生率は０％であった。
実施例２
【００７４】
実施例２に係る製造方法では、研磨工程におけるポット５２の回転数の制御（時間変化）が異なる以外は、実施例１に係る製造方法と同様にしてコンデンサ素体４を作製した。図７は、実施例２に係る製造方法の研磨工程おけるポット５２の回転数の時間変化を表したものである。実施例２における研磨工程では、図５に示す公転軸５８（ポット５２）の回転数を、公転軸５８の上昇速度が互いに異なる第１〜第５段階で制御しながら上昇させた。
【００７５】
すなわち、回転開始〜回転開始後０．２分までの第１段階６７では、ポット５２の回転数を第１の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略７５０回転の割合で上昇させる速度）で上昇させた。第１段階６７によって、ポット５２の回転数は、１５０ｒｐｍに到達した。
【００７６】
回転開始後０．２分から１０分までの第２段階６８では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第２の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略２回転の割合）で上昇させた。第２段階６８によって、ポット５２の回転数は、１７０ｒｐｍに到達した。
【００７７】
回転開始後１０分から１５分までの第３段階６９では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第３の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略１回転の割合で上昇させる速度）で上昇させた。第３段階６９によって、ポット５２の回転数は、１７５ｒｐｍに到達した。
【００７８】
回転開始後１５分から２０分までの第４段階７０では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第４の速度（ポット５２の回転数を、五分間に略３回転の割合で上昇させる速度）で上昇させた。第４段階７０によって、ポット５２の回転数は、１７８ｒｐｍに到達した。
【００７９】
回転開始後２０分から２５分までの第５段階７１では、バレル装置５０の制御部は、ポット５２の回転数を、第５の速度（ポット５２の回転数を、五分間に略２回転の割合で上昇させる速度）で上昇させた。第５段階７１によって、ポット５２の回転数は、１８０ｒｐｍに到達した。
【００８０】
回転開始後２５分から４５分までの等速段階７２では、ポット５２の回転数を１８０ｒｐｍに保持した後、回転開始後４５分から５０分までの減速段階７３では、ポット５２の回転数を第７の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略３６回転の割合で下降させる速度）で下降させた。減速段階７３によって、ポット５２の回転を停止させ、バレル研磨工程を終了した。
【００８１】
実施例２でも、実施例１と同様に、グリーンチップ４３を焼成してセラミック素体４のうち、５００個について、割れ、欠けの有無を調査した。結果を表１に示す。実施例２では、５００個のセラミック素体４の中に、割れまたは欠けが発生していたものが５個あり、チッピング発生率は１％であった。
参考例１
【００８２】
参考例１に係る製造方法では、研磨工程におけるポット５２の回転数の制御（時間変化）が異なる以外は、実施例１に係る製造方法と同様にしてコンデンサ素体４を作製した。図８は、参考例１に係る製造方法の研磨工程おけるポット５２の回転数の時間変化を表したものである。参考例１における研磨工程では、公転軸５８（ポット５２）の回転数を１段階で上昇させた。なお、参考例１でも、ポット５２は、公転軸５８と同一の回転数で、公転軸５８の周りを回転する。
【００８３】
すなわち、回転開始〜回転開始後０．１分までの第１段階７４では、ポット５２の回転数を第１の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略１５００回転の割合で上昇させる速度）で上昇させた。第１段階７４によって、ポット５２の回転数は、１５０ｒｐｍに到達した。
【００８４】
回転開始後０．１分から６０分までの等速段階７５では、ポット５２の回転数を１５０ｒｐｍに保持した後、回転開始後６０分から６０．１分までの減速段階７６では、ポット５２の回転数を第７の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略１５００回転の割合で下降させる速度）で下降させた。減速段階７６によって、ポット５２の回転を停止させ、バレル研磨工程を終了した。
【００８５】
参考例１でも、実施例１および２と同様に、グリーンチップ４３を焼成して得たセラミック素体４のうち、５００個について、割れ、欠けの有無を調査した。結果を表１に示す。参考例では、５００個のセラミック素体４の中に、割れまたは欠けが発生していたものが２０個あり、チッピング発生率は４％であった。
総合評価
【００８６】
表１に示すように、実施例１および２に係る製造方法は、参考例１に比べてチッピング発生率が低いという結果が得られた。すなわち、実施例１および２に係る製造方法は、ポット５２の回転数を上昇させる際に、回転数の上昇速度を多段階に、しかも時間とともに減少させながら制御しているため、研磨中にグリーンチップ４２に過剰な負荷が加わることが効果的に防止されている。そのため、実施例１および２に係る製造方法では、研磨中において、グリーンチップ４２に過剰な負荷がかからず、チッピング発生率が低下したものと考えられる。
【００８７】
また、チッピング発生率が０％であった実施例１では、最も回転数の上昇速度が高い第１の段階６１においても、ポット５２の回転数の上昇速度は、一分間に略２６．７回転である。このため、グリーンチップ４２の稜線部４２ａが研磨中において最も尖っており、グリーンチップ４２に急激な負荷が加わりやすい研磨開始直後においても、グリーンチップ４２に係る負荷が適切に調整され、チッピングが防止されていると考えられる。
【００８８】
それに対して、チッピング発生率が１％であった実施例２では、第１段階６７におけるポット５２の回転数の上昇速度が、一分間に略７５０回転であり、これ以上回転数の上昇速度を上げると、チッピング発生率が悪化するものと考えられる。したがって、第１段階におけるポット５２の回転数の上昇速度は、７５０回転以下とすることが好ましいと考えられる。
【００８９】
チッピング発生率が４％であった参考例１では、１段階のみの上昇速度でポット５２の回転数を上昇させており、この際にグリーンチップ４２に過剰な負荷が加わり、研磨中にチッピングが発生したものと考えられる。実施例および参考例の研磨工程は、液体による衝撃緩和作用が働かない乾式で行われているため、実施例１および２において、グリーンチップ４２に係る負荷が適切に調整されたことによる上述のような効果が、顕著に表れたものと考えられる。
【００９０】
以下に示す実施例３および参考例２では、各実施例および参考例で行われるバレル研磨中において、グリーンチップ４２に加わる摩擦圧力がどのように変化するのかをシミュレーションした。
実施例３
【００９１】
実施例３では、研磨工程におけるポット５２の回転数の制御（時間変化）が異なる以外は、実施例１に係る製造方法と同様にしてコンデンサ素体４を作製するという条件で、バレル研磨中における摩擦圧力をシミュレーションした。結果を図９に示す。
【００９２】
図９では、時間変化に対するポット５２の回転数（すなわち公転軸５８の回転数）の変化と、ポット５２内で研磨されている摩擦圧力の変化を表している。図９において、ポット５２の回転数の変化は点線で表されており、摩擦圧力の変化は実線で表されている。
【００９３】
実施例３では、ポット５２の回転数の上昇速度が互いに異なる第１〜第６段階で、ポット５２の回転数を制御しながらバレル研磨を行うという条件でシミュレーションを行った。すなわち、回転開始〜回転開始後２分までの第１段階７７では、ポット５２の回転数を第１の速度（ポット５２の回転数を一分間に略４０回転の割合で上昇させる速度）で上昇させ、回転開始２分後においてポット５２の回転数は、８０ｒｐｍに到達する。
【００９４】
さらに、回転開始後２分〜６分までの第２段階７８では、ポット５２の回転数を第２の速度（ポット５２の回転数を一分間に略１５回転の割合で上昇させる速度）で上昇させ、回転開始６分後においてポット５２の回転数は、１４０ｒｐｍに到達する。回転開始後６分〜１０分までの第３段階７９では、ポット５２の回転数を第３の速度（ポット５２の回転数を一分間に略５回転の割合で上昇させる速度）で上昇させ、回転開始１０分後においてポット５２の回転数は、１６０ｒｐｍに到達する。
【００９５】
同様に、回転開始後１０分〜１５分までの第４段階８０では、ポット５２の回転数を第４の速度（ポット５２の回転数を一分間に略４回転の割合で上昇させる速度）で上昇させ、回転開始１５分後においてポット５２の回転数は、１８０ｒｐｍに到達する。回転開始後１５分〜２５分までの第５段階８１では、ポット５２の回転数を第５の速度（ポット５２の回転数を一分間に略２回転の割合で上昇させる速度）で上昇させ、回転開始２５分後においてポット５２の回転数は、２００ｒｐｍに到達する。
【００９６】
回転開始後２５分〜４５分までの第６段階８２では、ポット５２の回転数を第６の速度（ポット５２の回転数を一分間に略１回転の割合で上昇させる速度）で上昇させ、回転開始４５分後においてポット５２の回転数は、２２０ｒｐｍに到達する。回転開始後４５分〜５０分までの減速段階８３では、ポット５２の回転数を第７の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略４４回転の割合で下降させる速度）で下降させ、回転開始５０分後においてポット５２の回転を停止させた。
【００９７】
ここで、ポット５２に投入されたグリーンチップ４２に対して、バレル研磨中に加わる摩擦圧力Ｐは、ポット５２の回転によって発生する遠心力Ｆと、時間ｔの関数である接触面積Ｓ（ｔ）を用いて、おおむね式（１）のように表すことができる。
Ｐ＝Ｆ／Ｓ（ｔ）・・・（１）
【００９８】
さらに、遠心力Ｆは、グリーンチップ４２の質量ｍと、ポット５２の回転半径ｒと、ポット５２の回転数に比例する角速度ωを用いて、式（２）にように表される。
Ｆ＝ｍrω２・・・（２）
【００９９】
式（１）に式（２）を代入すると、摩擦圧力Pは式（３）で表すことができる。
P＝ｍrω２／Ｓ（ｔ）・・・（３）
すなわち、摩擦圧力Pは、接触面積Sに反比例し、回転数（角速度ω）の２乗に比例する。
【０１００】
図９において実線で示されている摩擦圧力は、式（３）に基づいて計算した。実施例３では、図９に示すように、摩擦圧力の急激な変動がなく、グリーンチップ４２に対して安定した摩擦圧力が加えられることがわかる。すなわち、実施例３では、上昇速度が段階ごとに徐々に遅くなっていくように設定された多段階で、バレル容器の回転数を制御している。したがって、研磨の進行に伴い式（３）における接触面積Ｓが大きくなるのに対応して、ポット５２の回転数（式（３）における角速度ω）が大きくなり、グリーンチップ４２に対して安定した摩擦圧力Ｐが加えられる。
【０１０１】
図９に示すように、実施例３に係る製造方法によれば、摩擦圧力に急峻な変化が無く安定しているため、グリーンチップ４２に加わる負荷を、研磨状態に応じた適切な大きさに保ちながらバレル研磨を行えることが解る。したがって、バレルの回転数を、上昇速度が異なる複数の段階で上昇させながらバレル研磨を行うことによって、摩擦圧力の急激な変動を抑制してチッピングを防止しつつ、研磨時間を短縮することが可能である。
参考例２
【０１０２】
参考例２では、研磨工程におけるポット５２の回転数の制御（時間変化）が異なる以外は、実施例３と同様にして、バレル研磨中における摩擦圧力をシミュレーションした。結果を図１０に示す。
【０１０３】
参考例１における研磨工程では、図１０において点線で示すように、公転軸５８の回転数を１段階で上昇させた。すなわち、回転開始〜回転開始後０．１分までの第１段階８４では、公転軸５８の回転数を第１の速度（ポット５２の回転数を一分間に略１５００回転の割合で上昇させる速度）で上昇させ、回転開始０．１分後においてポット５２の回転数は、１５０ｒｐｍに到達する。
【０１０４】
転開始後０．１分から６０分までの等速段階８５では、ポット５２の回転数を１５０ｒｐｍに保持した後、回転開始後６０分から６０．１分までの減速段階８６では、ポット５２の回転数を第７の速度（ポット５２の回転数を、一分間に略１５００回転の割合で下降させる速度）で下降させた。減速段階８６によって、ポット５２の回転を停止させ、バレル研磨工程を終了した。
【０１０５】
参考例２では、図１０に示すように、実線で示す摩擦圧力が、特に研磨開始直後において急激に大きくなり、その後急激に低下している。参考例２のように、１段階でポット５２の回転数を上昇させた場合は、第１段階８４において、グリーンチップ４２に非常に大きな摩擦圧力が加わるため、グリーンチップ４２に割れおよび欠けを発生させる危険性が高いことが解る。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法によって製造されたセラミックコンデンサの一例を表す概略断面図である。
【図２】図２（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法に用いるバレル研磨工程前のグリーンチップの斜視図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すバレル研磨工程前のグリーンチップを、II−II線に沿って切断した概略断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法に用いるグリーンシートを表す断面図、図３（Ｂ）は、図３（Ｂ）内部電極パターン層を有するグリーンシートを表す断面図である。
【図４】図４（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造に用いるバレル研磨工程後のグリーンチップの斜視図、図４（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すバレル研磨工程後のグリーンチップを、III−IIIＢ線に沿って切断した概略断面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係るチップ部品の製造方法に用いたバレル研磨装置の概略図である。
【図６】図６は、第１実施形態および実施例１に係るチップ部品の製造方法において行われた研磨工程におけるバレルの回転数の時間変化を示すグラフである。
【図７】図７は、実施例２に係るチップ部品の製造方法おいて行われた研磨工程におけるバレルの回転数の時間変化を示すグラフである。
【図８】図８は、参考例１に係るチップ部品の製造方法において行われた研磨工程におけるバレルの回転数の時間変化を示すグラフである。
【図９】図９は、実施例３に係るチップ部品の製造方法について行われた研磨工程シミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１０】図１０は、参考例２に係るチップ部品の製造方法について行われた研磨工程シミュレーションの結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０７】
２…  セラミックコンデンサ
４…  コンデンサ素体
４２，４３…  グリーンチップ
５０…  バレル装置
５１…  自転軸
５２…  ポット
５８…  公転軸
６１，６７，７７…  第１段階
６２，６８，７８…  第２段階
【図１】
2010010424.tif 000004
【図２】
2010010424.tif 000005
【図３】
2010010424.tif 000006
【図４】
2010010424.tif 000007
【図５】
2010010424.tif 000008
【図６】
2010010424.tif 000009
【図７】
2010010424.tif 000010
【図８】
2010010424.tif 000011
【図９】
2010010424.tif 000012
【図１０】
2010010424.tif 000013