(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１，第２の主面と、第１，第２の主面に平行に配置された内部電極とを有する電子部品用セラミック材を内部電極の位置及び／または寸法に基づいて加工する方法において、
前記セラミック材の第１または第２の主面から可視光を照射し、セラミック材を透過してきた透過光に基づいて内部電極の位置及び／または寸法を検出し、該内部電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を加工することを特徴とする、電子部品用セラミック材の加工方法。
【請求項２】
対向する第１，第２の主面と、第１の主面に形成された電極とを有する電子部品用セラミック材を前記電極の位置及び／または寸法に基づいて加工する方法において、
前記セラミック材の第１の主面から可視光を照射し、第２の主面側において透過光に基づく前記電極の位置及び／または寸法を検出し、該電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を加工することを特徴とする、電子部品用セラミック材の加工方法。
【請求項３】
対向し合っている第１，第２の主面を有し、かつ内部電極及び一方主面に形成された電極の少なくとも一方を含む電子部品用セラミック材を脱着し得るように構成されており、かつ前記第１，第２の主面を結ぶ方向において透光性を有するセラミック材ホルダと、
前記セラミック材ホルダに取り付けられた前記セラミック材に第１の主面側から可視光を照射するための光源と、
前記セラミック材の第２の主面側に配置されており、前記電子部品用セラミック材を透過してきた透過光を検出する透過光検出器と、
前記透過光に基づいて検出された電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を加工するための加工装置とを備えることを特徴とする、電子部品用セラミック材の加工装置。
【請求項４】
前記加工装置が、前記セラミック材が上面に載置される支持テーブルと、前記支持テーブルに載置されているセラミック材を加工するための加工具とを有し、
前記セラミック材ホルダを上昇または下降させるように、セラミック材ホルダに連結された第１の駆動源と、
前記セラミック材ホルダが、前記光源と前記透過光検出器との間に配置された第１の状態と、前記セラミック材ホルダが前記加工装置の支持テーブルの上方に位置される第２の状態との間で前記セラミック材ホルダ及び／または前記加工装置を移動させるように設けられた第２の駆動源とをさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の電子部品用セラミック材の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品用セラミック材の加工方法及び加工装置に関し、より詳細には、内部電極や一方主面に形成された電極を有するセラミック材を該内部電極や電極の位置及び／または寸法に基づいて加工する電子部品用セラミック材の加工方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内部電極を有するセラミック電子部品の製造に際しては、内部電極を有するセラミック材を得た後に、該セラミック材を内部電極の位置や寸法に応じて加工する必要のあることがある。このような加工工程の例を、図６及び図７を参照して説明する。
【０００３】
図６は、厚み縦振動モードの３倍波を利用したエネルギー閉じ込め型圧電共振子を得るためのマザーのセラミック基板を示す。セラミック基板５１では、一方主面５１ａ及び他方主面５１ｂと平行となるように、内部に複数の帯状の内部電極５２が形成されている。圧電共振子を得るにあたっては、セラミック基板５１を得た後に、図６の破線Ａ，Ａに沿って切断すると共に、さらに図６の一点鎖線Ｂ，Ｂに沿って切断する。
【０００４】
上記切断工程を経て、図７に示す圧電共振子に用いられる個々のセラミック焼結体５１Ａが得られる。図７に示す圧電共振子５３では、上記のようにして得られたセラミック焼結体５１Ａ内に、前述した内部電極５２が切断されることにより構成された内部電極５２Ａが形成されている。また、上記セラミック焼結体５１Ａに、励振電極５４，５５及び接続電極５６，５７を形成することにより、圧電共振子５３が得られている。
【０００５】
圧電共振子５３では、内部電極５２Ａと、セラミック焼結体５１Ａの上面及び下面に形成された励振電極５４，５５とがセラミック焼結体５１Ａの長さ方向中央部で厚み方向に重なり合っており、それによってエネルギー閉じ込め型の振動部が構成されている。
【０００６】
上記のように、マザーのセラミック基板５１から個々の圧電共振子５３に用いられるセラミック焼結体５１Ａを得るにあたっては、マザーのセラミック基板５１を、破線Ａ及び一点鎖線Ｂに沿って正確に切断する必要がある。特に、上記内部電極５２は、最終的に振動部を構成する内部電極５２Ａとなるため、その位置及び寸法は高精度に制御されねばならない。
【０００７】
ところが、内部電極５２はセラミック基板５１内に形成されているため、セラミック基板５１の主面５１ａ，５１ｂ側から直接内部電極５２の位置を検出することができない。そこで、従来、▲１▼セラミック基板５１内の内部電極５２に対して所定の位置関係にある加工基準マークをセラミック基板５１に設け、該加工基準マークを光学的に検出することにより、該加工基準マークに基づいてセラミック基板５１の切断を行っていた。あるいは、▲２▼内部電極５２がセラミック基板５１の外側面から一定の位置関係にあることを前提として、セラミック基板５１の外側面を基準として上記切断を行うこともあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼加工基準マークを設ける方法では、加工基準マークは、内部電極５２の現実の位置に対して位置決めされて形成されるものではない。すなわち、多数のセラミック基板５１を得た場合の内部電極５２の位置のばらつきを考慮して、予め加工基準マークの形成位置が決定されていた。従って、加工基準マークを形成すべき位置を確定するために、煩雑な作業が強いられるだけでなく、個々のセラミック基板５１においては、加工基準マークと内部電極５２との位置が設計値から若干ずれていることもあった。よって、上記マザーのセラミック基板５１の切削を高精度に行うことは非常に困難であった。
【０００９】
また、加工基準マークは、マザーのセラミック基板５１の表面に形成されるため、該加工基準マークが形成される領域については加工することができず、それによってセラミック基板５１の利用効率が低下するという問題もあった。
【００１０】
また、▲２▼セラミック基板５１の外形を基準としてセラミック基板５１の切削位置を決定する方法では、個々のセラミック基板５１において、セラミック基板５１の側面と内部電極５２との位置関係がばらつくため、やはり、所望とする圧電共振子５３を安定に得ることはできなかった。
【００１１】
他方、上述したセラミック基板５１とは異なり、セラミック材の外表面に電極が形成されている場合には、外表面に形成された電極を基準として切削などの加工を行うことができる。
【００１２】
しかしながら、例えば、セラミック材の一方主面側にのみ電極が形成されており、他方主面側には電極が形成されておらず、該電極が形成されている一方主面側を加工テーブル上に接触させて載置し、セラミック材の他方主面側を加工する必要がある場合には、やはり、電極の位置を光学的に確認することができなくなる。従って、このような場合においても、電極の位置を基準としてセラミック材の他方主面を高精度に加工することができなかった。
【００１３】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、内部電極を有する電子部品用セラミック材を内部電極の位置及び／または寸法に基づいて加工するにあたり、光学的に内部電極の位置及び／または寸法を検出することができ、それによって実際の内部電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を高精度に加工し得る方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、対向する第１，第２の主面のうち第１の主面に形成された電極を有する電子部品用セラミック材を該電極の位置及び／または寸法に基づいて加工するにあたり、光学的に第１の主面に形成された電極の位置及び／または寸法を検出し、該電極の位置及び／または寸法に基づいて第２の主面側における加工を高精度に行い得る加工方法を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、本発明に係る上記電子部品用セラミック材の加工方法に好適に用いることができる電子部品用セラミック材の加工装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、対向する第１，第２の主面と、第１，第２の主面に平行に配置された内部電極とを有する電子部品用セラミック材を内部電極の位置及び／または寸法に基づいて加工する方法において、前記セラミック材の第１または第２の主面から可視光を照射し、セラミック材を透過してきた透過光に基づいて内部電極の位置及び／または寸法を検出し、該内部電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を加工することを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、対向する第１，第２の主面と、第１の主面に形成された電極とを有する電子部品用セラミック材を前記電極の位置及び／または寸法に基づいて加工する方法において、前記セラミック材の第１の主面から可視光を照射し、第２の主面側において透過光に基づく前記電極の位置及び／または寸法を検出し、該電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を加工することを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、本発明に係る電子部品用セラミック材の加工方法に用いられる加工装置であって、対向し合っている第１，第２の主面を有し、かつ内部電極及び一方主面に形成された電極の少なくとも一方を含む電子部品用セラミック材を脱着し得るように構成されており、かつ前記第１，第２の主面を結ぶ方向において透光性を有するセラミック材ホルダと、前記セラミック材ホルダに取り付けられた前記セラミック材に第１の主面側から可視光を照射するための光源と、前記セラミック材の第２の主面側に配置されており、前記電子部品用セラミック材を透過してきた透過光を検出する透過光検出器と、前記透過光に基づいて検出された電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を加工するための加工装置とを備える。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、前記加工装置が、前記セラミック材が上面に載置される支持テーブルと、前記支持テーブルに載置されているセラミック材を加工するための加工具とを有し、前記セラミック材ホルダを上昇または下降させるように、セラミック材ホルダに連結された第１の駆動源と、前記セラミック材ホルダが、前記光源と前記透過光検出器との間に配置された第１の状態と、前記セラミック材ホルダが前記加工装置の支持テーブルの上方に位置される第２の状態との間で前記セラミック材ホルダ及び／または前記加工装置を移動させるように設けられた第２の駆動源とをさらに備える。
【００２０】
【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説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２１】
図１は、本発明の一実施例に係る電子部品用セラミック材の加工装置の概略を説明するための側面図である。本実施例の加工装置では、セラミック材として、図６に示したマザーのセラミック基板５１が図６の破線Ａに沿って切断される。
【００２２】
セラミック基板５１は、セラミック材ホルダ７に保持されている。このセラミック材ホルダ７を、図３を参照して説明する。
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、セラミック材ホルダ７は、中央に開口を有するリング状部材で構成されており、該開口を閉成するように、セラミック材ホルダ７の下面に透明粘着シート７ａが貼付されている。この透明粘着シート７ａの上面が粘着面であり、該粘着面にセラミック基板５１が貼付されている。
【００２３】
セラミック材ホルダ７は、ホルダ保持装置１に保持されている。すなわち、ホルダ保持装置１は、開口１ａを有するリング状部材により構成されており、該リング状部分において、吸引装置に接続されたホルダ吸引ライン１ｃが設けられている。ホルダ吸引ライン１ｃは、上端側が図示しない吸引源に接続されており、下端側においてセラミック材ホルダ７を吸引保持し得るように構成されている。また、ホルダ保持装置１のリング状部分の一部が径方向外側に延長されている。この延長部分１ｄが図３（ａ）に略図的に示すように、セラミック材ホルダ７を上下方向に移動するための第１の駆動源１ｂに連結されている。
また、本実施例では、セラミック材ホルダ７は、駆動源６により、後述の透過光検出器３と共に水平方向にも移動され得るように構成されている。
【００２４】
図１に戻り、セラミック材ホルダ７の下方には、光源２が配置されている。光源２は、矢印Ｃで示すように、セラミック基板５１側に向かって光を照射する。光源２としては、セラミック基板５１を透過する光を照射し得る限り、適宜の光源を用いることができ、例えばセラミック基板５１がチタン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスにより構成されている場合、可視光を透過するため、５０Ｗ以上のハロゲン、キセノンなどのランプを用いることができる。
【００２５】
光源２の上方には、透過光を検出するための透過光検出器３が配置されている。透過光検出器３としては、顕微鏡、カメラなどの適宜の光学装置を用いることができる。
光源２及び透過光検出器３を用いて前述した内部電極５２の位置及び寸法が検出される。この原理を図２を参照して説明する。
【００２６】
セラミック基板５１は、チタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスやチタン酸鉛系セラミックスなどの圧電セラミックスにより構成されるが、この種のセラミック材は、一見不透明ではあるが、強い強度の光を照射した場合、透過光が得られる。従って、図２に矢印Ｃで示すように、セラミック基板５１の主面５１ｂ側から光を照射すると、主面５１ａの上方において、矢印Ｄで示す像が得られる。すなわち、内部電極５２が存在する部分では、透過光の強度が極端に弱くなり、内部電極５２が存在しない部分では、相対的に強度の大きな透過光が得られる。従って、透過光を検出することにより、内部電極５２の位置や寸法を知ることができる。チタン酸鉛系セラミックスからなるセラミック基板の厚みが０．５ｍｍ、内部電極の厚みが１．０μｍで、内部電極の位置や寸法を検出できることが確認できている。
【００２７】
図１に戻り、上記透過光検出器３は、図２に示した像Ｄを検出するために設けられている。
なお、本実施例においては、図１に示す状態、すなわちセラミック材ホルダ７に保持されたセラミック基板５１の下方に光源２が、上方に透過光検出器３が配置された状態を第１の状態とする。
【００２８】
他方、光源２の側方には、加工装置４が配置されている。加工装置４は、支持テーブル４ａと、加工具としての切削刃４ｂとを有する。支持テーブル４ａの上面に、前述したセラミック基板５１が載置され、その状態で、切削刃４ｂにより切削が行われる。
【００２９】
また、上記光源２と加工装置４とは連結されており、かつ略図的に示す駆動源５により水平方向に移動され得るように構成されている。
上記駆動源５を駆動することにより、光源２及び加工装置４が、図１に示した第１の状態から、後述の図４及び図５に示す第２の状態まで移動され得るように構成されている。
【００３０】
なお、上記第２の状態とは、図４に示されているように、加工装置４の支持テーブル４ａの上方にセラミック材ホルダ７が位置している状態を示し、この状態でセラミック基板５１が支持テーブル４ａに載置される。
【００３１】
なお、上記駆動源１ｂ，５，６を構成する駆動装置については、特に限定されず、エアシリンダ、油圧シリンダなどの駆動シリンダ、あるいはモータなどを用いて構成することができる。また、駆動源６が、本発明における第２の駆動源を構成している。
【００３２】
次に、図１〜図５を参照して、本実施例のセラミック材の加工方法を説明する。
まず、上述したマザーのセラミック基板５１をセラミック材として用意する。次に、図１に示すように、セラミック材ホルダ７の透明粘着テープ７ａの上にセラミック基板５１を貼付する。次に、該セラミック材ホルダ７を、ホルダ保持装置１のホルダ吸引ライン１ｃにより吸引保持する。
【００３３】
初期状態では、光源２及び加工装置４は上述した第１の状態にある。この状態では、セラミック材ホルダ７がホルダ吸引ライン１ｃに吸引されて、ホルダ保持装置１に対して固定されている。この状態において、駆動源６を駆動することにより、ホルダ保持装置１と共に、セラミック基板５１を保持したセラミック材ホルダ７を移動し、図１に示すように、光源２と透過光検出器３との間にセラミック基板５１が位置するように位置決めする。
【００３４】
しかる後、光源２から光を照射し、透過光を透過光検出器３で検出し、内部電極５２の位置及び寸法を確認する。
次に、駆動源５を駆動し、光源２及び支持テーブル４ａを前述した第２の状態まで移動する。その結果、図４（ａ）に示すように、セラミック材ホルダ７の下方に加工装置４の支持テーブル４ａが位置されることになる。
【００３５】
次に、駆動源１ｂを駆動し、セラミック材ホルダ７を下降し、セラミック材ホルダ７に保持されているセラミック基板５１を支持テーブル４ａ上に載置する。しかる後、ホルダ吸引ライン１ｃによる吸引を停止し、ホルダ保持装置１によるセラミック材ホルダ７の保持を解除し、セラミック材ホルダ７を支持テーブル４ａ上に残したまま、駆動源１ｂを駆動し、ホルダ保持装置１を上昇させる（図４（ｂ）参照）。
【００３６】
しかる後、駆動源６を駆動し、ホルダ保持装置１及び透過光検出器３を初期状態まで水平方向に移動させる。
このようにして、図５に示すように、支持テーブル４ａ上に基板５１が載置されることになる。この状態で、前述した透過光検出器３より得た内部電極５２の位置及び寸法の情報に基づいて切削刃４ｂにより支持テーブル４ａ上に載置されたセラミック基板５１の切削を行う。
【００３７】
従って、セラミック基板５１の破線Ａに沿う切削に際し、現に切削しようとしているセラミック基板５１における内部電極５２の位置及び寸法に基づいて切削が行われる。よって、セラミック基板５１を高精度に切削することができ、所望の特性の圧電共振子５３を得ることができる。
【００３８】
なお、図５に示した状態では、ホルダ保持装置１及び透過光検出器３は初期状態に復帰されている。従って、新たなセラミック材ホルダ７に次のセラミック基板５１を保持させたものを用意し、該新たなセラミック材ホルダ７を、ホルダ保持装置１により保持し、上述した動作を繰り返すことにより、新たなセラミック基板５１の切削を行うことができる。
【００３９】
上記のように、本実施例の電子部品用セラミック材の加工方法及び加工装置では、透過光を利用することにより内部電極の位置及び／または寸法が検出される。従って、内部電極だけでなく、例えばセラミック基板５１の内部には電極が形成されておらず、下方に位置する主面５１ｂにのみ電極が部分的に形成されており、主面５１ｂを支持テーブル４ａ上に載置し、主面５１ａから加工する必要がある場合にも、同様に本発明を適用することができる。すなわち、透過光を検出することにより、支持テーブル４ａ上では隠れている主面５１ｂ側の電極の位置及び／または寸法を確実に把握することができ、該位置及び／または寸法に基づいてセラミック基板５１の上面、すなわち主面５１ａ側から加工することができる。
【００４０】
さらに、上記実施例では、加工方法として、切削加工を例にとり説明したが、本発明は、切削だけでなく、溝の形成、研磨などの様々な機械的加工方法に適用することができる。
【００４１】
また、透光性を有するセラミックスである限り、上述した圧電セラミックスに限らず、誘電体セラミックスなどの他のセラミック材を用いた電子部品用セラミック材の加工にも本発明を適用することができる。
【００４２】
また、上記実施例では、第１の状態と第２の状態との間で加工装置４及び光源２を駆動源５を用いて移動したが、第１の状態と第２の状態とを実現し得る限り、セラミック材ホルダ７を移動してもよく、セラミック材ホルダ７と、加工装置４の双方を相対的に移動させてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明に係る電子部品用セラミック材の加工方法では、セラミック材の第１または第２の主面から可視光を照射し、セラミック材を透過してきた透過光に基づいて内部電極の位置及び／または寸法が検出され、該内部電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材が加工される。従って、現に加工しようとするセラミック材中の内部電極の正確な位置及び／または寸法に基づいてセラミック材を加工するため、内部電極を有する電子部品用セラミック材の加工精度を著しく高めることができ、特性の安定な電子部品を提供することが可能となる。
【００４４】
同様に、請求項２に記載の発明に係る電子部品用セラミック材の加工方法では、セラミック材の第１の主面から可視光を照射し、第２の主面側において透過光に基づく第１の主面に形成された電極の位置及び／または寸法を検出し、該電極の位置及び／または寸法に基づいてセラミック材が加工される。従って、現に加工しようとしているセラミック材において、第１の主面に形成された電極の実際の位置及び／または寸法に基づいて加工が施される。よって、セラミック材の加工精度を高めることができ、特性のばらつきの少ない電子部品を提供することが可能となる。
【００４５】
請求項３に記載の発明に係る電子部品用セラミック材の加工装置では、セラミック材ホルダに電子部品用セラミック材が保持され、該セラミック材ホルダは、セラミック材の第１，第２の主面を結ぶ方向において透光性を有するように構成されているので、光源と、透過光検出器との間に電子部品用セラミック材が保持されたセラミック材ホルダを配置し、光源から第１の主面側に可視光を照射し、第２の主面側において透過してきた光を透過光検出器により検出することにより、内部電極及び一方主面に形成された電極の少なくとも一方の位置及び／または寸法を正確に測定することができる。従って、該内部電極や電極の位置及び／または寸法に基づいて加工装置により加工することにより、上記電子部品用セラミック材の加工精度を著しく高め得る。
【００４６】
請求項４に記載の発明では、上記加工装置が、支持テーブルと加工具とを有し、セラミック材ホルダを上昇または下降させるようにセラミック材ホルダに連結された第１の駆動源と、セラミック材ホルダが光源と透過光検出器との間に配置された第１の状態と、セラミック材ホルダが加工装置の支持テーブルの上方に位置される第２の状態との間で、セラミック材ホルダ及び／または加工装置を移動させるように第２の駆動源が備えられている。従って、第１の状態において、セラミック材ホルダに保持されたセラミック材に光を照射し、内部電極または一方主面に形成された電極の位置や寸法を検出することができ、しかる後、第２の駆動源を駆動して第２の状態とすることにより、セラミック材ホルダから加工装置の支持テーブル上にセラミック材を載置し、加工具により上述した内部電極及び／または電極の位置や寸法に基づいてセラミック材を高精度に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電子部品用セラミック材の加工装置の概略構成を示す側面図。
【図２】本発明の一実施例において、透過光により内部電極の位置を検出する原理を説明するための略図的斜視図。
【図３】（ａ）は、セラミック材ホルダをホルダ保持装置により保持した状態を示す斜視図、（ｂ）は、セラミック材ホルダを説明するための斜視図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例に係る電子部品用セラミック材の加工方法における各工程を示す側面図であり、（ａ）は支持テーブルの上方までセラミック材ホルダを移動した状態を、（ｂ）は支持テーブル上にセラミック材としてのセラミック基板を載置した状態を示す各側面図。
【図５】本発明の一実施例に係る電子部品用セラミック材の加工方法において、支持テーブル上に載置されたセラミック基板を切削加工する工程を示す略図的側面図。
【図６】内部電極が形成されているセラミック材としてのマザーのセラミック基板を示す斜視図。
【図７】図６に示したマザーのセラミック基板を切削加工して得られたセラミック焼結体を用いた圧電共振子を示す斜視図。
【符号の説明】
１…ホルダ保持装置
２…光源
３…透過光検出器
４…加工装置
４ａ…支持テーブル
４ｂ…加工具としての切削刃
７…セラミック材ホルダ
５１…セラミック材としてのマザーのセラミック基板
５１ａ，５１ｂ…主面
５２…内部電極
【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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