(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層セラミック部品の製造に際し、未焼成のセラミック積層体を真空プレスするためのプレス装置であって、
セラミック積層体を収納するための凹部を有し、該凹部の内面から外表面に貫通する吸引孔が形成されている治具本体と、前記治具本体の凹部を閉成するように該凹部に対して気密的に取り付けられる蓋材とを備えたプレス治具と、
前記セラミック積層体をプレスするために、前記治具本体と前記蓋材とが近接するように、前記治具本体または前記蓋材の少なくとも一方を前記セラミック積層体に圧接させる圧力印加手段とを備えることを特徴とする、積層セラミック部品製造用プレス装置。
【請求項２】
前記プレス治具及び圧力印加手段を収納する真空チャンバをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミック部品製造用プレス装置。
【請求項３】
未焼成のセラミック積層体を用意する工程と、
前記セラミック積層体を請求項１に記載のプレス治具の治具本体内に収納し、蓋材により凹部を気密封止する工程と、
前記治具本体の吸引孔から真空吸引を行いつつ、前記蓋材と前記治具本体とが近接するように、前記治具本体または前記蓋材の少なくとも一方を前記セラミック積層体に圧接させてセラミック積層体をプレスする工程とを備えることを特徴とする、積層セラミック部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば積層セラミックコンデンサのような積層セラミック部品の製造に用いられるプレス治具、プレス装置及び該積層セラミック部品の製造方法に関し、特に、未焼成のセラミック積層体を真空プレスするのに用いられるプレス治具及びプレス装置並びに該プレス治具を用いた積層セラミック部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層コンデンサなどの積層セラミック部品の製造に際しては、先ず、複数枚のグリーンシートが積層されてなる未焼成のセラミック積層体を用意する。次に、該セラミック積層体をプレスし、セラミックグリーンシート同士を密着させると共に、内部に存在している空気を除去する。しかる後、セラミック積層体を焼成し、セラミック焼結体を得る。
【０００３】
ところで、未焼成のセラミック積層体のプレスに際しては、従来、図７に示すプレス装置が用いられていた。
プレス装置５１では、真空チャンバ５２内にプレス治具５３が収納されている。真空チャンバ５２では、天板５４の下面に筒状のチャンバ壁５５が固定されている。また、底面５６上には、上方に延びる筒状のチャンバ壁５７が固定されている。チャンバ壁５５とチャンバ壁５７とが、気密シール部材５８を介して圧接されており、それによってチャンバ壁５５，５７間が気密封止されている。なお、上方のチャンバ壁５５には、吸引孔５５ａが形成されている。
【０００４】
他方、真空チャンバ５２内においては、底面５６上に下ポンチ５９が設けられており、天板５４の下面には上ポンチ６０が設けられている。上ポンチ６０は、天板５４とは独立に上下に移動可能に構成されている。また、上ポンチ６０は、図示しない駆動源により上下方向に移動される。
【０００５】
プレス治具５３は、上方に開いた凹部５３ａを有する。凹部５３ａ内に未焼成のセラミック積層体６１が収納される。
真空プレスに際しては、プレス治具５３内にセラミック積層体６１を収納した状態でチャンバ壁５５，５７を圧接させ、吸引孔５５ａから真空吸引を行う。この真空吸引を行いつつ、上ポンチ６０を降下し、セラミック積層体６１をプレスする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプレス装置５１では、真空チャンバ５２内の空間が、吸引孔５５ａからの真空吸引により減圧されていた。従って、減圧しなければならないセラミック積層体６１に比べて、非常に大きな容積の空間を減圧しなければならないため、減圧に長時間を要していた。
【０００７】
また、真空チャンバ５２内を減圧しているため、十分な時間をかけて真空しなければ、セラミック積層体６１内の空気が確実に除去され難いという問題があった。セラミック積層体６１の内部の空気の除去が十分でない場合、焼成後に得られたセラミック焼結体においてデラミネーションなどの不良が発生する。
【０００８】
従って、セラミック積層体の真空プレスに際し、より短時間で、かつ確実にセラミック積層体中の空気を除去することができると共に、安価に構成し得るプレス治具やプレス装置が求められていた。
【０００９】
本発明の目的は、上述した要望を満たし、セラミック積層体を真空プレスするためのプレス治具及びプレス装置であって、セラミック積層体中の空気を短時間で確実に除去することができるプレス治具及びプレス装置を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、セラミック積層体中の空気を容易にかつ確実に除去し得る工程を備えた積層セラミック部品の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る積層セラミック部品製造用プレス装置は、積層セラミック部品の製造に際し、未焼成のセラミック積層体を真空プレスするためのプレス装置であって、セラミック積層体を収納するための凹部を有し、該凹部の内面から外表面に貫通する吸引孔が形成されている治具本体と、治具本体の凹部を閉成するように該凹部に対して気密的に取り付けられる蓋材とを備えたプレス治具と、セラミック積層体をプレスするために、治具本体と蓋材とが近接するように、治具本体または蓋材の少なくとも一方をセラミック積層体に圧接させる圧力印加手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るプレス装置では、上記プレス治具及び蓋材並びに圧力印加手段を収納する真空チャンバがさらに備えられていてもよい。
本発明に係る積層セラミック部品の製造方法は、未焼成のセラミック積層体を用意する工程と、前記セラミック積層体を請求項１に記載のプレス治具の治具本体内に収納し、蓋材により凹部を気密封止する工程と、前記治具本体の吸引孔から真空吸引を行いつつ、前記蓋材と前記治具本体とが近接するように、前記治具本体または前記蓋材の少なくとも一方をセラミック積層体に圧接させてセラミック積層体をプレスする工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施例を挙げることにより、本発明を明らかにする。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例に係るプレス治具及びプレス装置を説明するための断面図である。
本実施例のプレス装置１では、プレス治具２が用いられる。プレス治具２は、治具本体３と、蓋材４とを備える。治具本体３は、上方に開いた凹部３ａを有する有底の略円筒状の形状を有する。治具本体３は、例えば金属などの剛性の高い材料からなる。凹部３ａは、セラミック積層体５を収納するために形成されている。凹部３ａの内面と、治具本体３の外表面とを貫通するように吸引孔３ｂが形成されている。吸引孔３ｂは、図示しない真空ポンプなどの真空吸引源に接続される。
【００１６】
蓋材４は、凹部３ａ内を気密封止するように、かつ凹部３ａ内で上下に移動し得るように設けられている。従って、蓋材４の平面形状は、凹部３ａの平面形状に適い合う形状とされる。蓋材４は、例えばステンレスなどの適宜の金属あるいはセラミックスにより構成することができる。蓋材４の外周壁４ａには、環状凹部４ｂが形成されており、該環状凹部４ｂ内にシール部材６が取り付けられている。シール部材６は、蓋材４の外周壁４ａよりも外側に突出されている。従って、蓋材４を凹部３ａ内に挿入した場合、シール部材６が凹部３ａの内壁に圧接されるので、凹部３ａ内が気密封止される。
【００１７】
セラミック積層体５は、図３に示すように、矩形板状の形状を有するが、セラミック積層体の形状は円板状など他の形状であってもよい。本実施例では、積層コンデンサを得るためのマザーのセラミック積層体５が治具本体３内に収納される。
【００１８】
プレス装置１では、治具本体３の下面に下ポンチ７が配置されており、下ポンチ７は、プレス装置１の底面１ａ上に固定されている。また、プレス治具２の上方には上ポンチ８が配置されている。上ポンチ８は、プレス装置１の天板１ｂの下面に連結されている。
【００１９】
上ポンチ８は、天板１ｂとは独立して、上下方向に移動可能に構成されており、かつ図示しない駆動源により、上下方向に移動される。
もっとも、下ポンチ７が、上下方向に移動可能に構成されていてもよく、また、下ポンチ７及び上ポンチ８の双方が上下方向に移動可能とされていてもよい。本実施例では、上記下ポンチ７及び上ポンチ８により、圧力印加手段が構成されている。
【００２０】
次に、プレス装置１を用いて真空プレスする工程を説明する。
まず、図３に示した未焼成のセラミック積層体５を用意する。この未焼成のセラミック積層体５は、公知の積層セラミック電子部品の製造方法に従って用意され得る。すなわち、マザーのセラミックグリーンシート上に内部電極パターンを印刷し、内部電極パターンが印刷されたマザーのセラミックグリーンシートを複数枚積層し、上下に無地のマザーのセラミックグリーンシートを積層することにより得られる。
【００２１】
次に、セラミック積層体５を治具本体３の凹部３ａ内に収納する。しかる後、蓋材４を凹部３ａ内に挿入する。
次に、治具本体３の吸引孔３ｂから真空吸引し、凹部３ａ内を減圧する。この減圧操作を持続しつつ、上ポンチ８を図示の矢印で示すように降下し、蓋材４を治具本体３側に圧接する。従って、凹部３ａ内が減圧されつつ、セラミック積層体５がプレスされる。
【００２２】
この場合、プレス治具２の凹部３ａ内のみを減圧すればよいため、凹部３ａ内を短時間で減圧し得る。しかも、吸引孔３ｂが、治具本体３に設けられており、セラミック積層体５のすぐ近くで真空吸引が行われるので、セラミック積層体５内の空気をより確実に除去することができる。
【００２３】
また、大がかりな真空チャンバを構成する必要がないため、プレス装置１の構造を簡略化することができると共に、プレス装置のコストを低減することができる。
【００２４】
上記のようにして、セラミック積層体５の真空プレスが行われる。真空プレス後、セラミック積層体を個々の積層コンデンサ単位のセラミック積層体に切断し、焼成することにより、図４に示すセラミック焼結体１１が得られる。セラミック焼結体１１の外表面に、外部電極１２，１３を形成することにより、積層コンデンサ１４が得られる。なお、セラミック焼結体１１内には、複数の内部電極１５が積層されている。
【００２５】
図５は、本発明の第２の実施例に係るプレス装置を説明するための断面図である。プレス装置２１は、第１の実施例のプレス装置１に真空チャンバを付加した点において第１の実施例と異なり、その他の点については第１の実施例と同様に構成されている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明は省略する。
【００２６】
プレス装置２１では、天板１ｂの下面に筒状壁２２が形成されている。また、プレス装置２１の底面１ａには、上方に延びる筒状壁２３が設けられている。筒状壁２２，２３は真空チャンバを構成するために設けられており、筒状壁２２，２３の先端がシール部材２４を介して圧接される。また、筒状壁２２には、吸引孔２２ａが形成されている。
【００２７】
従って、プレス装置２１では、筒状壁２２，２３及びシール部材２４で構成される真空チャンバ内にプレス治具２及び圧力印加手段が配置されていることになる。
【００２８】
また、プレス治具２の吸引孔３ｂには、吸引チューブ３ｃが接続されている。吸引チューブ３ｃは、真空チャンバ内あるいは真空チャンバ外の真空吸引源に接続されている。同様に、吸引孔２２ａもまた、真空吸引源に接続されている。
【００２９】
従って、真空プレスに際しては、治具本体３の凹部３ａ内が真空吸引されるだけでなく、真空チャンバ内全体も真空吸引される。この真空吸引を持続した状態で、第１の実施例と同様に、上ポンチ８を降下させてセラミック積層体５をプレスする。
【００３０】
第２の実施例のプレス装置２１では、真空チャンバ内をも減圧するため、第１の実施例に比べて減圧操作に比較的長時間を要する。しかしながら、第２の実施例のプレス装置２１においても、プレス治具２の治具本体３の凹部３ａは独立に減圧されるので、第１の実施例の場合と同様に、セラミック積層体５内の空気を確実に除去することができる。また、プレス治具２の周囲もまた減圧されるので、第１の実施例に比べて、セラミック積層体５内の空気をより確実に除去することができる。
【００３１】
なお、第２の実施例のプレス装置２１においては、１つの真空チャンバ内に、第１の実施例に係るプレス装置を複数配置してもよく、それによってセラミック積層体５の真空プレスをより効率よく行い得る。
【００３２】
また、前述した第１の実施例のプレス装置１において、天板１ｂ及び底面１ａ間に、複数のプレス装置１を構成してもよい。
さらに、第１の実施例のプレス治具では、略円筒状の治具本体３が用いられたが、治具本体としては、図６に示すように、角筒状の治具本体３１を用いてもよい。すなわち、本発明におけるプレス治具の治具本体の平面形状については特に限定されず、多角形等の他の形状としてもよい。
【００３３】
もっとも、好ましくは、第１の実施例で示したように、略円筒状の治具本体３が用いられる。この場合、凹部３ａの内壁に直線の交差するコーナー部が存在しないので、セラミック積層体５から空気をより円滑に除去することができる。
【００３４】
また、第１，第２の実施例では、積層セラミック電子部品としての積層コンデンサの製造に際しての真空プレス方法を説明したが、本発明は、セラミック電子部品だけでなく、積層セラミック部品の製造一般に適用し得ることを指摘しておく。
【００３５】
【発明の効果】
本発明に係るセラミック部品製造用プレス治具は、上記治具本体と、治具本体の凹部に気密的に取り付けられる蓋材とを備え、治具本体の凹部内面から外表面に貫通している吸引孔が形成されているので、該吸引孔から真空吸引しつつプレスすることにより、セラミック積層体が真空プレスされる。従って、セラミック積層体を収納するためのプレス治具の凹部内のみを減圧すればよいため、真空プレスに際しての減圧操作を短時間で行うことができると共に、セラミック積層体の近傍で真空吸引が行われるのでセラミック積層体中の空気を確実に除去することができる。よって、本発明に係るプレス治具を用いて積層体を真空プレスすることにより、最終的に得られたセラミック焼結体におけるデラミネーションなどの不良の発生を確実に抑制することができる。
【００３６】
本発明に係るプレス装置では、本発明に係るプレス治具と、該プレス治具の治具本体と蓋材とを近接させる圧力印加手段とを備えるので、治具本体の凹部を真空吸引しつつ、圧力印加手段により治具本体と蓋材とを近接させることにより、セラミック積層体を確実に真空プレスすることができる。
【００３７】
また、プレス治具及び圧力印加手段を収納する真空チャンバがさらに備えられている場合には、プレス治具の周囲もまた減圧されるので、セラミック積層体中の空気をより確実に除去することができる。
【００３８】
本発明に係る積層セラミック部品の製造方法では、本発明に係るプレス治具の治具本体内にセラミック積層体が収納され、蓋材により凹部が気密封止された後に、治具本体の吸引孔から真空吸引しつつ基板と治具本体とが近接されてセラミック積層体がプレスされるので、セラミック積層体中の空気を確実に除去することができる。また、凹部内のみを減圧すればよいため、真空吸引に必要な時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るプレス装置及びプレス治具を説明するための断面図。
【図２】図１に示した実施例で用いられるプレス治具を示す斜視図。
【図３】第１の実施例で用意されるセラミック積層体を示す斜視図。
【図４】第１の実施例のプレス装置を用いて得られた積層体から製造された積層コンデンサを示す縦断面図。
【図５】本発明の第２の実施例に係るプレス装置を示す断面図。
【図６】プレス治具の変形例を示す斜視図。
【図７】従来の真空プレス装置を説明するための断面図。
【符号の説明】
１…プレス装置
２…プレス治具
３…治具本体
３ａ…凹部
３ｂ…吸引孔
４…蓋材
５…セラミック積層体
６…シール部材
７…下ポンチ
８…上ポンチ
１１…セラミック焼結体
１２，１３…外部電極
１４…積層コンデンサ（積層セラミック部品）
２１…プレス装置
２２…筒状壁
２２ａ…吸引孔
２３…筒状壁
２４…シール部材
３１…治具本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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