(57)【要約】【課題】  膜層の形成工程においてペースト膜層の乾燥の程度を簡単に定量化して測定でき、そのペースト膜層の乾燥を適正に行うことができ、製造効率を向上できて製品の品質を安定化し得る積層セラミック部品の製造方法およびその製造装置を提供すること【解決手段】  周回する閉路を形成するベルトコンベア２の各所に、絶縁膜印刷機３，導体膜印刷機４，乾燥機５，光沢測定器６を順に配置し、そのベルトコンベア２上に印刷パレット１を搬送させる。印刷パレット１の上に順次にスクリーン印刷を行い、絶縁膜層の間に導体パターンを有する積層体を形成するが、膜層の形成工程では光沢測定器６で光沢度を測定し、乾燥機５の温度，ベルトコンベア２の搬送速度などを制御する。つまり、形成したペースト膜層面について光沢度を測定し、その光沢度の測定値に基づいて乾燥のための時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行う。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材料の絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層することによりチップ本体を形成し、当該チップ本体の内部に電極体を内蔵する積層セラミック部品の製造方法であって、
膜層の形成工程において前記絶縁膜あるいは前記導体パターンの膜層を形成した後に、当該膜層面について光沢度を測定し、前記光沢度の測定値に基づいて乾燥のための温度を上昇あるいは低下させる、または時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行うことを特徴とする積層セラミック部品の製造方法。
【請求項２】
前記膜層の形成は、ペースト材料をドクターブレード等により薄く塗布してグリーンシートに形成し、当該グリーンシートに導体パターンを形成した後に順次に積層して圧着させるシート積層法であ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の製造方法。
【請求項３】
前記膜層の形成は、ペースト材料をスクリーンメッシュにより印刷するスクリーン印刷を繰り返すことで積層を行う印刷積層法であ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の製造方法。
【請求項４】
セラミック材料の絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層することによりチップ本体を形成し、当該チップ本体の内部に電極体を内蔵する積層セラミック部品の製造装置であって、
前記絶縁膜あるいは前記導体パターンの膜層面について光沢度を測定する光沢測定器と、
前記光沢度の測定値を入力して乾燥を制御するための制御信号を演算処理する演算処理部とを備え、
膜層の形成工程において前記光沢度の測定値に基づいて乾燥のための温度を上昇あるいは低下させる、または時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行うことを特徴とする積層セラミック部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック部品の製造方法およびその製造装置に関するもので、より具体的には、セラミック材料の絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層することでチップ本体を形成する積層セラミック部品の製造工程の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られるように、積層セラミック部品と呼ばれる電子部品は、セラミック材料の絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層することによりチップ本体を形成し、当該チップ本体の内部に電極体を内蔵する構成をとっている。係る積層セラミック部品の一つにインダクタンス素子である積層インダクタがある。
【０００３】
積層インダクタは、セラミック材料からなる絶縁膜層の間の導体パターンが螺旋状に繋がってコイルを形成し、矩形状のチップ本体の対向２面に、内蔵コイルの両端とそれぞれ接続する外部電極を設けた構成になっている。
【０００４】
チップ本体（積層体）を形成する方法には、絶縁シートに導体パターンを形成して積み重ねていくシート積層法や、絶縁ペーストと導電ペーストとを交互に塗り重ねていく印刷積層法などがあり、何れにしても積層体の内部に、螺旋状に繋がったコイルパターンおよびそれの引き出し導体を形成することになる。このチップ本体は積層を完了した後に所定温度で焼き固め、外部電極は例えばディッピングにより形成し、つまり銀等の導体ペーストの中にチップ本体の該当部分を浸けることで形成する。
【０００５】
＊シート積層法
シート積層法では、支持基台であるフィルム上に、まずセラミックスペーストをドクタブレード等により薄く塗布して乾燥させてグリーンシート（絶縁シート）を製作し、その上に銀などをスクリーン印刷して導体パターンを形成し（シート形成工程）、これを順次に積層して圧着させて積層体を形成する（積層圧着工程）。そして、積層体は各単体に切断し（切断工程）、所定温度で焼き固め（焼成工程）、外部電極を塗布（ディッピング）して焼き付けし（外部電極形成工程）、積層セラミック部品を得る。
【０００６】
＊印刷積層法
印刷積層法では、支持基台であるフィルム上にやはり積層体を形成するが、絶縁膜層はセラミックスペーストをスクリーン印刷して形成し、そして導体パターンは所定に乾燥させた絶縁膜層の上に銀などをスクリーン印刷して形成し、これを交互に繰り返しに行うものであり（印刷積層工程）、その後は同様であって積層体は各単体に切断し（切断工程）、所定温度で焼き固め（焼成工程）、外部電極を塗布（ディッピング）して焼き付けし（外部電極形成工程）、積層セラミック部品を得る。
【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、係る従来の積層セラミック部品の製造方法では以下に示すような問題がある。すなわち、シート積層法並びに印刷積層法の何れであっても、膜層の形成工程では、ぺースト膜層の乾燥の程度が重要であり、その乾燥が適正状態であることが求められる。つまり、ペースト膜層が乾燥しすぎると割れが生じ、支持基台のフィルム等から剥離してしまうなどの不良が起きる。逆に乾燥が不十分の場合には、印刷工程の際に版に張り付くなどの不良を起こし、切断工程の際に切断したはずの各単体が再付着してしまうなどの不良が生じる。
【０００８】
そこで、ペースト膜層の乾燥を適正に行うために、その乾燥の程度を定量的に検出したいという要求がある。例えば重量の変化から定量化する考えがあるが、支持基台のフィルム等を含めた総重量に対してペースト膜層の部分が占める重量は非常に少なく、当該部分での乾燥により失われる溶剤の重量の変化はごく少量であり、このため、重量の変化から乾燥の程度を評価することは非常に難しく、時間もかかる。
【０００９】
また、ペースト膜層の乾燥の程度には当該ペースト材料に応じた適正状態があり、最適解と呼べる状態値が存在するが、これは外的要因により微妙に変動するという問題がある。つまり、製造ラインにおいて各工程の動作設定は、ペースト膜層の乾燥について最適解が得られるように時間をかけて調整するのではあるが、最適解が外的要因により微妙に変動するという要因があるため、これの補正が必要である。しかし、微妙な変動であることから補正が難しい。そのため、従来はその補正を作業者のカンや経験に頼っているのが実情であるため、製造効率が低下し、製品の歩留まりを低下させる要因になっていた。
【００１０】
この発明は上記した課題を解決するもので、その目的は、膜層の形成工程においてペースト膜層の乾燥の程度を簡単に定量化して測定でき、そのペースト膜層の乾燥を適正に行うことができ、製造効率を向上できて製品の品質を安定化し得る積層セラミック部品の製造方法およびその製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した目的を達成するために、本発明に係る積層セラミック部品の製造方法は、セラミック材料の絶縁膜と導体パターンを適宜な順に積層することによりチップ本体を形成し、当該チップ本体の内部に電極体を内蔵する積層セラミック部品の製造方法であって、
膜層の形成工程において前記絶縁膜あるいは前記導体パターンの膜層を形成した後に、当該膜層面について光沢度を測定し、前記光沢度の測定値に基づいて乾燥のための温度を上昇あるいは低下させる、または時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行うようにした。
【００１２】
また、前記膜層の形成は、ペースト材料をドクターブレード等により薄く塗布してグリーンシートに形成し、当該グリーンシートに導体パターンを形成した後に順次に積層して圧着させるシート積層法としたり、あるいはペースト材料をスクリーンメッシュにより印刷するスクリーン印刷を繰り返すことで積層を行う印刷積層法としたりすることができる。
【００１３】
また、本発明に係る積層セラミック部品の製造装置にあっては、前記絶縁膜あるいは前記導体パターンの膜層面について光沢度を測定する光沢測定器と、前記光沢度の測定値を入力して乾燥を制御するための制御信号を演算処理する演算処理部とを備えて、膜層の形成工程において前記光沢度の測定値に基づいて乾燥のための温度を上昇あるいは低下させる、または時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行う構成にする。ここで、「温度を上昇あるいは低下させる、または時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御」とは、温度の制御と時間の制御の少なくとも一方を行なうことを意味する。つまり、温度の制御と時間の制御のいずれか一方のみを行なうようにしても良いし、温度と時間の両方の制御を行なうようにしても良い。いずれの場合も本発明に含まれる。
【００１４】
したがって本発明では、膜層の形成工程において、形成した膜層面について光沢度を測定し、その光沢度の測定値に基づいて乾燥のための温度を上昇あるいは低下させる、または時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行うので、膜層の乾燥をその光沢度に応じて調整することができる。
【００１５】
膜層の形成工程がシート積層法，印刷積層法の何れであっても、膜層を形成するためのセラミックスペーストの基本的な組成は変わりなく、その組成は、平均粒径，粒度分布を制御したセラミックス粉体を主とし、媒介材であるビヒクル，分散剤，溶剤，可塑剤などの添加物を適宜に混合させるものであり、要求する特性が得られるように調合している。係るぺーストは、塗布した直後は溶剤を多く含んでいる。そのため、図１に示すように、その溶剤を多く含んだビヒクル１０により各粉体が付着して敷き詰められた状態になる。このとき、ビヒクル１０は溶剤を多く含んで粘度が低いので表面張力が作用し、当該膜層の表面を平滑にするように存在し、このため光の反射率が大きく光沢度が大きい。
【００１６】
次に乾燥が進むと、図２に示すように、粉体の間に存在するビヒクル１０から溶剤が蒸発するため、ビヒクル１０それ自体の粘度も増加して体積が減少する。このため、当該膜層の表面の平滑さは低減し、光は表面での散乱が多くなり反射率が減って光沢度が小さくなる。
【００１７】
したがって、光沢度はペースト膜層の乾燥の程度を示す指標にすることができ、光沢度を測定することでペースト膜層の乾燥の程度を定量化できる。従って、本発明に係るフィードバック制御によりペースト膜層の乾燥を適正に行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る積層セラミック部品の製造方法では、膜層の形成工程においてペースト膜層の乾燥の程度は作業者のカンや経験に頼ることなく簡単に定量化して測定でき、そのペースト膜層の乾燥を適正に行うことができる。
【００１９】
したがって、ペースト膜層の割れや剥離を防止でき、印刷工程での版への張り付きや切断工程での再付着などの不良を防止できる。このため、常に安定した乾燥状態で積層セラミック部品の製造を行うことができ、その結果、製造効率を向上できて製品の品質を安定化し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図３は、本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態において、積層セラミック部品の製造装置は、周回する閉路を形成するベルトコンベア２の各所に、絶縁膜印刷機３，導体膜印刷機４，乾燥機５，光沢測定器６を順に配置し、そのベルトコンベア２上に印刷パレット１を搬送させる構成をとっている。そして、当該印刷パレット１の上に、順次にスクリーン印刷を行い、絶縁膜層の間に導体パターンを有する積層体を形成する。そして、ベルトコンベア２，絶縁膜印刷機３，導体膜印刷機４，乾燥機５，光沢測定器６の各部は、演算処理部７に連係してあり、それら各部の動作を演算処理部７により制御するようになっている。
【００２１】
特に本発明に係る制御では、演算処理部７は乾燥機５，光沢測定器６，ベルトコンベア２の駆動部２０に連係し、光沢測定器６で測定した光沢度に応じて乾燥機５の温度およびベルトコンベア２の搬送速度とを制御する。
【００２２】
印刷パレット１は、金属板にフィルムを貼り付けてあり、その上に印刷を行う。絶縁膜印刷機３はセラミックスペーストをスクリーン印刷する構成であり、導体膜印刷機４は銀などの導電ペーストをスクリーン印刷する構成になっている。また、乾燥機５は熱源により乾燥を行うものである。
【００２３】
光沢測定器６は、測定対象に所定の入射角で光を照射し、同一の反射角での反射光を検出する構成であり、光強度の比率を数値化して出力する。この光沢測定器６の出力側は演算処理部７に接続し、測定した光沢度を演算処理部７に取り込む。
【００２４】
演算処理部７は、光沢測定器６から光沢度の検出信号を入力し、その光沢度および基本データに基づいて演算処理を行い、ベルトコンベア２の駆動部２０に搬送速度の制御のための指令信号（速度制御指令）を送ると共に、乾燥機５に対して温度制御のための指令信号（温度制御指令）を送る。つまり、本発明に係る制御では、膜層の形成工程において絶縁膜あるいは導体パターンの膜層を形成し乾燥した後に、当該膜層面について光沢度を測定し、その光沢度の測定値に基づいて乾燥のための時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行う。
【００２５】
光沢度に基づく各種の制御は、例えば光沢度と指令値を関連付けたテーブルを用意し、入力値として取得した光沢度をキーに係るテーブルを参照し、各装置への指令値を取得するとともにに、取得した指令値を対応する各装置へ向けて出力することにより行う。そして、テーブルに格納する光沢度と指令値との関係は、例えば、前処理として実際に製造しながら光沢度を測定する実験を行い、光沢度の正常範囲（許容範囲）内を求めるとともに、その範囲を超えた場合に、超えている程度に合わせてどの装置をどれくらい調整すれば範囲内に戻るかを特定することにより得られる。また、このように入力値（光沢度）に対する出力（指令値）を一義的に決めるのではなく、係る範囲を超えた場合には、範囲内になるように現在の指令値を所定量変更するようにしても良い。
【００２６】
さらに、係る制御に加えて、光沢度に基づき不良品か否かの判定を合わせて行い、不良品と判断したものは、その段階で廃棄するようにしてもよい。すなわち、光沢度が上記正常範囲を大きく超え、フィードバック制御による調整でも最終製品を良品にすることができないほど大きくずれている場合には、その後の工程を施すことなく廃棄することにより、無駄な作業・材料消費の発生を抑制することができる。
【００２７】
積層体の製造には印刷パレット１をベルトコンベア２上で循環させる動作となり、駆動部２０を起動して印刷パレット１を各所に搬送する。すなわち、まず、絶縁膜印刷機３では当該位置に搬送した印刷パレット１上にセラミックスペーストをスクリーン印刷して絶縁膜層を形成する。この印刷パレット１は、矢印方向に送り導体膜印刷機４を通過させて乾燥機５に搬送して当該乾燥機５内で所定に乾燥させ、次に光沢測定器６に搬送して光沢度の測定を行う。
【００２８】
光沢度の測定を完了した印刷パレット１は、矢印方向に送り絶縁膜印刷機３をそのまま通過させて導体膜印刷機４に搬送し、導体膜印刷機４では銀などの導電ペーストをスクリーン印刷して導体パターンを形成する。そして、この印刷パレット１は、矢印方向に送り乾燥機５に搬送して当該乾燥機５内で所定に乾燥させ、次に光沢測定器６に搬送して光沢度の測定を行う。つまり、絶縁膜印刷機３により絶縁膜を印刷する循環と、導体膜印刷機４により導体膜を印刷する循環とを交互に繰り返すことにより積層体を形成する。
【００２９】
光沢度の測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１に測定法の規定があるように、所定の入射角θ（２０°，４５°，６０°，７５°，８５°）について光沢度の測定を行えばよく、測定対象（膜層面）の状態に応じて入射角θを適宜に設定すればよい。つまり、光沢が大きい膜層面では小さい入射角θでの測定を行い、逆に光沢が小さい膜層面では大きい入射角θでの測定を行うとよい。また、複数の入射角について測定を行い、それらの測定値を総合的に評価することもよい。
【００３０】
なお、θ＝８５°など、大きい入射角での光沢度の測定によれば、スクリーン印刷の際に生じるメッシュ跡のような比較的に大きな周期の凹凸の評価を適正に行うことができる。
【００３１】
図４は、セラミックスペーストの膜層について揮発分の残留量と光沢度との関係を示すグラフ図であり、同図に示す光沢度は入射角θが６０°での測定値である。
【００３２】
同図から明らかなように、セラミックスペースト膜層にあっては、揮発分の残留量は光沢度との相関があり、乾燥が進むにつれて光沢度が小さくなっていくことがわかる。
【００３３】
また、このぺースト膜層では、揮発分の残留量が１８ｗｔ％の付近は乾燥が十分ではなく光沢度の変化の割合が比較的に大きく、揮発分の残留量が１５ｗｔ％の付近は乾燥が進んでいて光沢度の変化の割合が小さいことがわかる。
【００３４】
ここで、図４に示すセラミックスペースト膜層では、揮発分の残留量が１６．５ｗｔ％以下のときに乾燥が十分であることを確認してあり、したがって、光沢度が２．５程度になれば揮発分の残留量が１６．１ｗｔ％程度なので十分に乾燥していると判断できる。
【００３５】
このように、光沢度はペースト膜層の乾燥の程度を示す指標にすることができ、光沢度を測定することでペースト膜層の乾燥の程度を定量化できる。したがって本発明では、膜層の形成工程において、形成した膜層面について光沢度を測定し、その光沢度の測定値に基づいて乾燥のための温度を上昇あるいは低下させる、または時間を増加あるいは減少させるフィードバック制御を行うので、膜層の乾燥をその光沢度に応じて調整することができる。
【００３６】
つまり、ペースト膜層の乾燥の程度は作業者のカンや経験に頼ることなく簡単に定量化して測定でき、そのペースト膜層の乾燥を適正に行うことができる。これにより、ペースト膜層の割れや剥離を防止でき、印刷工程での版への張り付きや切断工程での再付着などの不良を防止できる。このため、常に安定した乾燥状態で積層セラミック部品の製造を行うことができ、その結果、製造効率を向上できて製品の品質を安定化し得る。
【００３７】
なお、本実施の形態では、ベルトコンベア２による搬送経路上に乾燥機５を一台配置し、絶縁膜層（セラミックスペースト），導体膜層（導電ペースト）の乾燥を同一の乾燥機５により行う構成にしているが、これに限定されるものではない。つまり、搬送経路上に２台の乾燥機を配置して、絶縁膜層の乾燥と、導体膜層の乾燥とをそれぞれ専用の乾燥機により行う構成にしてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態は印刷積層法により積層体を形成する構成になっているが、これに限定されるものではなく、シート積層法により積層体を形成する構成に変更できることはもちろんである。
【００３９】
また、光沢度の測定は、本実施の形態のように積層工程で行う構成もよいが、他の工程で行うことももちろんよい。例えば、後工程の切断工程の前に光沢の測定を行い、これにより乾燥の程度を確認し、そして切断を行う際に乾燥のための時間を適宜に取り乾燥具合の調整を行うこともできる。
【００４０】
さらにまた、光沢度の測定は、上記した実施の形態のように、絶対値を求めるものに限ることは無く、各種の方法をとることができる。一例としては、正常な範囲内の光沢度の表面を撮像して得られたモデルパターンと、正常な範囲外の光沢度の表面を撮像して得られたモデルパターンの少なくとも一方を所定数用意し、画像認識により正常か否か等の判断をするようにしてもよく、各種の方法により求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】乾燥が進んでいない状態にあるペースト膜層の断面図である。
【図２】乾燥が進んだ状態にあるペースト膜層の断面図である。
【図３】本発明に係る積層セラミック部品の製造装置の一実施の形態を示す構成図である。
【図４】セラミックスペーストの膜層について揮発分の残留量と光沢度との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  印刷パレット
２  ベルトコンベア
３  絶縁膜印刷機
４  導体膜印刷機
５  乾燥機
６  光沢測定器
７  演算処理部
１０  ビヒクル
２０  駆動部
【図１】
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【図２】
2005223224.tif 000004
【図３】
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【図４】
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