(57)【要約】【課題】短時間で正確に積層体のカットを行うことができ、かつ層剥がれなどの欠陥のない積層セラミック電子部品を得ることができる積層セラミック電子部品の製造方法を得る。【解決手段】内部電極となる導体パターン２２が形成されたセラミックグリーンシートを積層し、積層体２４を形成する。積層体２４をカットステージ２６上に載置し、複数のヒータ２８を個別に制御することにより、積層体２４の複数のゾーンを個別に温度調整する。それにより、積層体２４の全体において、ほぼ一定の温度分布となるように調整し、カット刃３０によって積層体をカットする。積層体２４をカットして得られたチップを焼成し、外部電極を形成することにより、積層セラミック電子部品を作製する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセラミックグリーンシートを積層した積層体を準備する工程、
前記積層体をカットするためのカットステージに前記積層体を載置する工程、
少なくとも前記積層体のカットを行う線に沿って温度分布がほぼ一定となるように前記カットステージの複数の範囲の温度を調整する工程、および
温度分布がほぼ一定となった線に沿って前記積層体をカットする工程を含む、積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項２】
前記積層体の全体の温度分布がほぼ一定となるように温度が調整される、請求項１に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記積層体のカットを行う線に沿って温度センサを当接し、前記温度センサによって検出される温度分布がほぼ一定となったときに前記積層体がカットされる、請求項１または請求項２に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、積層セラミック電子部品の製造方法に関し、特にたとえば、セラミックグリーンシートの積層体をカットして複数のチップを得る工程を含む積層セラミック電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミック電子部品を製造するには、まず、セラミック材料を用いてセラミックグリーンシートが形成される。このセラミックグリーンシート上に、導電ペーストを印刷することにより、積層セラミック電子部品の内部電極となる導体パターンが形成される。たとえば、積層セラミックコンデンサを製造する場合、セラミックグリーンシート上に複数の矩形の導体パターンが形成される。導体パターンが形成された複数のセラミックグリーンシートが積層され、図９に示すように、積層体１が形成される。積層体１内では、隣接するセラミックグリーンシートにおいて、導体パターン２が互い違いとなるように積層される。
【０００３】
得られた積層体１は、カットステージ３上に載置され、カット刃４でカットされることにより、対向する端面に隣接する導体パターン２が交互に露出したチップが形成される。このとき、カットステージ３内のヒータ５によって積層体１を加熱することにより、積層体１を軟化させ、積層体１をカットしやすくしている。得られたチップを焼成することにより、内部電極を有する基体が形成される。この基体の内部電極露出面に外部電極を形成することにより、積層セラミックコンデンサが形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、たとえば図１０に示すように、カットステージ３内においてヒータ５が円形に配置されている場合、ヒータ５の上部では積層体１が十分に加熱されるが、ヒータ５から離れた部分では、十分に加熱されない。そのため、図１０に示すカット線において、積層体１のヒータ５に対応する部分のようにカットしやすい部分と、積層体１の角部や中央部のようにカットしにくい部分が生じる。また、カットステージ３は、図１１に示すように、支持部３ａで支持されているため、この支持部３ａから熱が逃げることとなる。そのため、支持部３ａに対応する部分では、加熱温度が低くなる傾向がある。
【０００５】
このように、カットステージ３の全体をヒータ５で加熱する方式では、積層体１の温度分布を一定にすることが難しく、積層体１のカット不良を招く可能性がある。そこで、カット刃４を加熱して積層体１に押し当てることにより、積層体１のカット線に沿って均一な温度分布とし、正確に積層体１をカットする技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−１４４８１０号公報
【特許文献２】特開平２−１２６６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、カット刃を加熱して積層体をカットする方法では、積層体中のバインダ量が多く積層体が硬い場合、もしくはセラミックグリーンシートの積層数が多く、積層体の厚みが大きいような場合には、カット刃からの加熱だけでは、短時間で切断部を軟化させるまでの温度にすることは困難である。また、カット刃の温度を上げすぎると、積層体が局部的に高温になりすぎるため、積層体断面において可塑剤や水分のガス化による層剥がれなどの問題が発生するようになる。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、短時間で正確に積層体のカットを行うことができ、かつ層剥がれなどの欠陥のない積層セラミック電子部品を得ることができる積層セラミック電子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】
【０００９】
この発明は、複数のセラミックグリーンシートを積層した積層体を準備する工程と、積層体をカットするためのカットステージに前記積層体を載置する工程と、少なくとも積層体のカットを行う線に沿って温度分布がほぼ一定となるようにカットステージの複数の範囲の温度を調整する工程と、温度分布がほぼ一定となった線に沿って積層体をカットする工程とを含む、積層セラミック電子部品の製造方法である。
このような積層セラミック電子部品の製造方法において、積層体の全体の温度分布がほぼ一定となるように温度が調整されてもよい。
また、積層体のカットを行う線に沿って温度センサを当接し、温度センサによって検出される温度分布がほぼ一定となったときに積層体をカットすることができる。
【００１０】
カットステージ全体を一括して加熱するのではなく、カットステージの複数の範囲の温度を調整することにより、それぞれの範囲における伝熱状態に対応して積層体を加熱することができる。それにより、積層体をカットする線上において、ほぼ一定の温度分布とすることができ、層剥がれなどを起こすことなく積層体をカットすることができる。しかも、カットステージから積層体の全面が加熱されるため、積層体の温度調整を短時間で行うことができる。
なお、少なくとも積層体をカットする線に沿って温度分布がほぼ一定となっていればよく、積層体全体の温度分布がほぼ一定となるようにカットテーブルの複数の範囲を温度制御してもよい。
また、積層体のカットを行う線に沿って温度センサを当接することにより、実際に温度分布を測定して積層体をカットすることができる。そのため、温度分布がほぼ一定になった時点で積層体をカットすることができ、無駄な加熱を防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、短時間できれいに積層体をカットすることができるため、層剥がれなどの欠陥のない積層セラミック電子部品を効率よく製造することができる。
【００１２】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。積層セラミックコンデンサ１０は、基体１２を含む。基体１２は、図２に示すように、複数のセラミック層１４と内部電極１６とが交互に積層された構造を有する。このような基体１２において、隣接する内部電極１６は、交互に基体１２の対向端面に引き出される。内部電極１６が引き出された基体１２の端面には、外部電極１８が形成される。外部電極１８は、たとえば内部電極１６が露出した基体１２の端面に導電ペーストを塗布し、焼付けることによって形成される。なお、必要に応じて、焼付け電極上にめっき処理を施して、半田喰われを防ぐためのＮｉ電極層や、半田付け性を良好にするためのＳｎ電極層などを形成してもよい。
【００１４】
このような積層セラミックコンデンサ１０を作製するために、誘電体材料を用いてセラミックスラリーが形成される。このセラミックスラリーを用いて、図３に示すように、セラミックグリーンシート２０が形成される。セラミックグリーンシート２０の一方面上に、導電ペーストを印刷することにより、複数の矩形の導体パターン２２が縦横に並んで形成される。
【００１５】
導体パターン２２が形成された複数のセラミックグリーンシート２０が積層され、さらにその上下に導体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２０が積層されて、図４に示すように、積層体２４が形成される。このとき、隣接するセラミックグリーンシート２０に形成された導体パターン２２は、その長手方向に互い違いとなるように配置される。
【００１６】
このようにして得られた積層体２４は、カットステージ２６上に載置される。カットステージ２６内には、たとえば複数のヒータ２８が形成され、複数の範囲で個別に温度調整ができるようになっている。カットステージ２６上の積層体２４は、ヒータ２８によって加熱され、カットしやすいように軟化させられる。このとき、積層体２４の全体がほぼ均一な温度分布となるように、それぞれのヒータ２８が制御される。加熱されて軟化した積層体２４は、カット刃３０によって、導体パターン２２の長手方向の中間部および隣接する導体パターン２２の中間部でカットされる。さらに、積層体２４は、導体パターン２２の幅方向において、隣接する導体パターン２２の中間部がカットされる。それにより、対向端面に隣接する導体パターン２２が交互に露出したチップが形成される。
【００１７】
なお、積層体２４を加熱する場合、たとえば図５に示すように、積層体２４がゾーン１〜ゾーン９の９つの範囲に分割され、それぞれのゾーンに対応して、カットステージ２６の温度が個別に調整される。たとえば、カットステージ２６の下面に支持部がある場合、支持部から熱が逃げるため、積層体２４の支持部に対応する部分には、他の部分に比べて熱が伝導されにくい。そのため、支持部に対応する部分において、他の部分よりヒータ２８の加熱温度を上げることにより、積層体２４に伝導する熱量が他の部分と同等になるように調整される。このように、ゾーン１〜ゾーン９において個別に温度調整を行うことにより、積層体２４の全体がほぼ一定の温度分布となるように調整される。
【００１８】
積層体２４の全体の温度分布がほぼ一定となるように調整することにより、積層体２４を均一に軟化させることができ、所望の形状に積層体２４をカットすることができる。また、積層体２４が局部的に高温になることがないため、積層体２４をカットしたときに、層剥がれなどの欠陥が発生することを防止することができる。
【００１９】
積層体２４をカットして得られたチップを焼成することにより、セラミック層１４および内部電極１６が積層された基体１２が形成される。この基体１２の内部電極露出面に、外部電極用の導電ペーストが塗布され、これを焼付けることにより外部電極１８が形成される。さらに、必要に応じて、外部電極１８上にめっき処理を施すことにより、Ｎｉ電極層やＳｎ電極層が形成され、積層セラミックコンデンサ１０が形成される。
【００２０】
このように、積層体２４全体の温度分布がほぼ一定となるように加熱してカット刃３０でカットすることにより、断面性状がきれいで層剥がれのないチップを得ることができる。そのため、最終的に得られる積層セラミックコンデンサ１０は、欠陥のない設計通りの特性を有するものとすることができる。
【００２１】
なお、上述の例では、積層体２４の全体の温度分布がほぼ一定となるように調整したが、積層体２４をカットする際に、少なくともカット線に沿ってほぼ一定の温度分布となっていれば、きれいに積層体２４をカットすることができる。したがって、積層体２４の全体で多少の温度分布のばらつきがあっても、カット線に沿ってほぼ一定の温度分布となっていれば、積層体２４をきれいにカットすることができる。
【００２２】
また、積層体２４をカットステージ２６上に載置してから、所望の温度範囲で安定するまでには、一定の時間が必要である。この安定化までの時間は、チップの設計（素子厚、積層数、外層厚、全体厚等）、積層体の比熱容量、積層体の保管状態（カット前の積層体温度）などにより変化する。そのため、温度安定化までの時間を積層体ごとに設定することは非常に困難であり、安定して積層体２４をカットするためには、かなり余裕を見込んだ保持時間を設定しなければならず、加工時間が不必要に長くなるという問題がある。そこで、図６に示すように、積層体２４をカットする際に、積層体２４を押さえるための押さえ部３２を用い、この押さえ部３２の積層体２４への接触部に温度センサ３４を設けることができる。このような温度センサ３４を積層体２４の表面に当接することにより、積層体２４の温度を常時モニターすることができ、カット開始の可否を判断することができる。したがって、積層体２４をカットステージ２６上に載置してから、カット開始までの保持時間を必要最小限にすることができ、加工効率の改善が可能となる。
【００２３】
なお、積層体２４を複数のゾーンに分割して温度調整を行うときに、上述のように９つのゾーンに分割する必要はなく、分割するゾーンの数は任意に変更可能である。積層体２４の分割ゾーンの数を多くし、これらのゾーンに対応する部分において、カットステージ２６の温度調整を行うことにより、より細かい温度調整が可能となり、積層体２４の温度分布を一定にする効果を高めることができる。また、この発明は、積層セラミックコンデンサの製造に限らず、全てのチップ型の積層セラミック電子部品の製造に適用することができる。
【実施例１】
【００２４】
導体パターンを印刷した厚み４．２μｍのセラミックグリーンシートを準備し、導体パターンの積層数が２４０枚となるようにセラミックグリーンシートを積層して、積層体（縦×横×厚＝２００ｍｍ×２００ｍｍ×１．８３ｍｍ）を形成した。この積層体を加熱して軟化させ、カット刃押し切りにより、チップの切り出しを行った。ここで、セラミックグリーンシートに含まれる有機バインダの組成、添加量などから、積層体が軟化する温度および層剥がれなどが発生しない最適温度を９５℃〜１００℃と設定し、積層体全体を図５に示すように９つのゾーンに分割して、全ゾーンにおいて積層体温度が設定温度範囲内になるように加熱部を制御した。
【００２５】
このように、積層体を９つのゾーンに分割して、それぞれのゾーンについて温度制御したときの各ゾーンの温度分布を測定し、その結果を図７に示した。図７からわかるように、積層体の全てのゾーンにおいて、ほぼ一定の温度分布を得ることができた。そして、カットステージ上に積層体を載置し、上述のような温度制御を行いながら積層体を２分間保持してカットしたところ、所望のチップ形状に正確に積層体をカットすることができた。さらに、断面の性状がきれいで、層剥がれなどの欠陥を発生させずに、積層体をカットすることができた。
【００２６】
比較例として、積層体を上下両面からヒートプレートで十分に加熱（１００℃、３分）したのち、保温機能（１００℃）を有するカットステージに搬送し、カット刃で押し切りを行った。この場合、積層体全体でカットは可能であったが、積層体端部から切り出したチップで切断面の不良（荒れ）が発生した。
【００２７】
そこで、カットステージ上において、ゾーン５にヒータを配置して積層体全体を一括して加熱した場合について、カットステージ上の積層体を図５に示す９つのゾーンに分割して温度を測定し、その結果を図８に示した。図８からわかるように、積層体全体を一括して加熱した場合、積層体内において温度分布にばらつきがあり、断面不良の発生したゾーン１，７では、他のゾーンに比べて積層体温度が低くなっていた。
【００２８】
また、別の比較例として、積層体を加熱せず、カット刃を加熱して積層体をカットした場合について調査した。そして、切断の可否と断面性状を観察し、その結果を表１に示した。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
表１からわかるように、カット刃温度が１２０℃未満では完全に積層体をカットすることができず、カット刃温度が１１０℃以上になると、切断面において層剥がれや荒れなどの不良が発生した。したがって、カット刃の加熱だけでは、積層体を正常にカットできないことが確認された。
【００３１】
このように、積層体を複数のゾーンに分割して、それぞれのゾーンにおいて個別に温度調整を行うことにより、積層体全体の温度分布をほぼ一定に保つことができ、カット断面に欠陥が発生しないようにして、積層体をきれいにカットすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明が適用される積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。
【図２】図１に示す積層セラミックコンデンサの内部構造を示す図解図である。
【図３】図１に示す積層セラミックコンデンサを作製するためのセラミックグリーンシートと導体パターンを示す平面図である。
【図４】図３に示すセラミックグリーンシートを積層した積層体をカットステージ上に載置した状態を示す図解図である。
【図５】積層体を複数のゾーンに分割した状態を説明するための図解図である。
【図６】センサを用いて積層体の温度を測定しながらカットする状態を示す図解図である。
【図７】この発明の製造方法における積層体のカット時の各ゾーンの温度分布を示すグラフである。
【図８】比較例における積層体のカット時の各ゾーンの温度分布を示すグラフである。
【図９】従来の製造方法における積層体のカット工程を示す図解図である。
【図１０】カットステージ内に円形のヒータを設けたときの様子を示す図解図である。
【図１１】支持部を有するカットステージを示す図解図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  積層セラミックコンデンサ
１２  基体
１４  セラミック層
１６  内部電極
１８  外部電極
２０  セラミックグリーンシート
２２  導体パターン
２４  積層体
２６  カットステージ
２８  ヒータ
３０  カット刃
３２  押さえ部
３４  温度センサ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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