(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極が配設されたセラミックグリーンシートを積み重ねたワークを、加圧密着させてセラミック積層ブロックを形成する積層セラミック電子部品のプレス装置であって、
上パンチと、
下パンチと、
前記上パンチと前記下パンチとの間に配設され、少なくとも上金型および下金型からなり、前記上金型と前記下金型が形成する収納部に前記セラミックグリーンシートを積み重ねたワークを収納するプレス金型と、
上パンチ用ロッドおよび下パンチ用ロッドの少なくともいずれかのロッドとを備え、
前記ロッドのパンチ側先端面の面積および形状が、前記プレス金型の上金型と下金型が対向して形成するプレス面の面積および形状に略等しいこと、
を特徴とする積層セラミック電子部品のプレス装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層セラミック電子部品、例えば積層セラミックコンデンサ、積層ＬＣ複合部品、多層基板などの積層セラミック電子部品のプレス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層セラミックコンデンサなどの製造は、複数の内部電極をセラミックグリーンシートの表面に印刷する工程と、このセラミックグリーンシートを複数枚積層し、これを加圧密着させて未焼成のセラミック積層ブロックを形成するプレス成形工程と、セラミック積層ブロックを内部電極の配置に合わせてカットし、個々の積層セラミックチップを切り出すカット工程と、カットした積層セラミックチップを焼成する工程と、焼成した積層セラミックチップに外部電極を形成する工程とを順次経て行われる。
【０００３】
ここに、従来のプレス成形は、例えば、特開平８−１６７５３８号公報に記載されているプレス金型を備えたプレス装置を用いて行っていた。この従来のプレス装置は、概略、図５に示すプレス金型６０の上下に、図示しない上パンチと下パンチが設けられ、さらに、これら上下パンチを押圧するため上パンチ用ロッドと下パンチ用ロッドが設けられている。プレス金型６０は、上金型６１と下金型６２とこれらを囲む枠体６３とからなる。
【０００４】
下金型６２と枠体６３で囲まれた凹部内に、内部電極が形成されたセラミックグリーンシートや予め表面に電極を設けない外層用のセラミックグリーンシートなどを積み重ねる。こうして、セラミックグリーンシートを積み重ねたワーク６４の上に上金型６１を載せる。
【０００５】
その後、ワーク６４を収納したプレス金型６０をプレス装置の下パンチ（剛体）上に載せ、下パンチと上パンチ（剛体）の間にセットする。次に、下パンチを徐々に上昇させて上下パンチ間に圧力をかけ、プレス金型６０を介してワーク６４をプレスする。このとき、適宜、ワーク６４を昇温加熱する。
【０００６】
こうして、所定の温度およびプレス圧でワーク６４をプレス圧着させる。この後、下パンチを徐々に下降させて上下パンチ間に加えられているプレス圧を除圧する。このとき、適宜、ワーク６４を冷却する。次に、プレス装置からプレス金型６０を取り出した後、上金型６１を取り外し、内部のワーク（セラミック積層ブロック）６４を取り出す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のプレス装置は、通常、プレス金型６０の上金型６１と下金型６２が対向して形成するプレス面、より具体的には図５において符号２Ｓで表示した領域の面積および形状が、下パンチ用ロッドの先端面の面積および形状に等しくない。このため、下パンチ用ロッドから下パンチを介してプレス金型６０に圧力がかかると、下パンチ上面部であって、プレス面２Ｓの外周縁部に相当する位置に応力が集中し、下パンチが変形し易く、また、プレス面２Ｓでの面圧力が一定になりにくいという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、パンチの変形が少なく、かつ、プレス面で一定の面圧力を容易に得ることができる積層セラミック電子部品のプレス装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る積層セラミック電子部品のプレス装置は、
（ａ）上パンチと、
（ｂ）下パンチと、
（ｃ）上パンチと下パンチとの間に配設され、少なくとも上金型および下金型からなり、上金型と下金型が形成する収納部にセラミックグリーンシートを積み重ねたワークを収納するプレス金型と、
（ｄ）上パンチ用ロッドおよび下パンチ用ロッドの少なくともいずれかのロッドとを備え、
（ｅ）ロッドのパンチ側先端面の面積および形状が、プレス金型の上金型と下金型が対向して形成するプレス面の面積および形状に略等しいこと、
を特徴とする。ここに、プレス面は、上金型と下金型が加圧方向に対向した部分であって、プレス圧力がワークにかかっている面を意味する。
【００１０】
以上の構成により、下パンチ上面部であって、プレス面の外周縁部に相当する位置に応力が集中しプレス面で面圧が容易に一定になり、パンチの変形量も小さくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層セラミック電子部品のプレス装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。電子部品として、積層型コンデンサを例にして説明するが、積層型インダクタ、積層型ＬＣフィルタや高周波モジュール、多層デバイス、多層基板などの積層型セラミック部品であってもよいことは言うまでもない。
【００１２】
［第１実施形態、図１］
プレス装置１は、概略、下金型３と枠体４と上金型５からなる剛体のプレス金型２と、上パンチ１１と、下パンチ１２と、下パンチ用ロッド１５と、下パンチ用ロッド１５を油圧又は空圧で上下方向に移動させる駆動装置（図示せず）などにて構成されている。
【００１３】
下パンチ用ロッド１５の先端部１５ａは先細りのテーパ形状になっている。テーパ角度は、応力解析ソフトを利用して最適値に設定されている。そして、下パンチ用ロッド１５の先端面１５Ｓの面積および形状が、プレス金型２の上金型５と下金型３が対向した部分であってプレス圧力がワーク２０にかかっているプレス面、より具体的には、図１において符号２Ｓで表示した領域の面積および形状と略等しい。例えば、プレス面２Ｓが一辺１５０ｍｍの正方形である場合、下パンチ用ロッド１５の本体部１５ｂの横断面が直径５００ｍｍの円形であっても、先端部１５ａの先端面１５Ｓはプレス面２Ｓと等しい面積および形状となるように、一辺が１５０ｍｍの正方形に設定されている。
【００１４】
このプレス装置１を用いたプレス成形は以下のようにして行われる。下金型３の上面に枠体４を載せ、枠体４で囲まれた凹部内に、内部電極が形成されたセラミックグリーンシートや予め表面に電極を設けない外層用のセラミックグリーンシートなどを積み重ねる。こうして、セラミックグリーンシートを積み重ねたワーク２０の上に上金型５を載せる。
【００１５】
その後、ワーク２０を収納したプレス金型２をプレス装置１の下パンチ（剛体）１２上に載せ、下パンチ１２と上パンチ１１（剛体）の間にセットする。このとき、平面視で、プレス金型２の下金型３と上金型５が形成するプレス面２Ｓが、下パンチ用ロッド１５の先端面１５Ｓと重なるように、プレス金型２のセット位置を決める。
【００１６】
次に、下パンチ１２を徐々に上昇させて上下パンチ１１，１２間に圧力をかけ、プレス金型２を介してワーク２０をプレスする。このとき、適宜、上下パンチ１１，１２内にそれぞれ配管されているパイプ１３に熱媒（例えば加熱したオイル）を流し、上下パンチ１１，１２を昇温させるとともに、プレス金型２を介してワークを昇温加熱する。
【００１７】
下パンチ用ロッド１５の先端面１５Ｓの面積および形状が、プレス金型２のプレス面２Ｓの面積および形状と等しいので、下パンチ１２の上面部であって、プレス面２Ｓの外周縁部に相当する位置Ｐに応力が集中しにくくなる。この結果、プレス面２Ｓで面圧が容易に一定になり、プレス後のセラミック積層ブロックの厚みのばらつきを低減することができる。さらに、下パンチ１２の変形量も小さくなり、変形時の異音が小さくなったり、平面精度維持が容易になったり、繰り返し疲労による部品損失が少なくなったりする。
【００１８】
こうして、所定の温度およびプレス圧でワーク２０をプレス圧着させる。次に、下パンチ１２を徐々に下降させて上下パンチ１１，１２間に加えられているプレス圧を除圧する。このとき、適宜、上下パンチ１１，１２のパイプ１３に冷媒（例えば冷却したオイル）を流し、上下パンチ１１，１２を冷却させるとともに、プレス金型２を介してワーク２０を冷却する。次に、プレス装置１からプレス金型２を取り出した後、上金型５を取り外し、内部のワーク（セラミック積層ブロック）２０を取り出す。
【００１９】
なお、本第１実施形態は、下パンチ１２に下パンチ用ロッド１５を取り付けて、下パンチ１２を上下方向に移動させる構造のプレス装置を説明したが、上パンチ１１に上パンチ用ロッドを取り付けて、上パンチ１１を上下方向に移動させる構造のプレス装置であってもよい。
【００２０】
［第２実施形態、図２］
第２実施形態は、上下パンチ１１，１２にそれぞれ上パンチ用ロッド３２および下パンチ用ロッド３３を取り付け、パンチ１１，１２をそれぞれ上下方向に移動させることができるプレス装置３１について説明する。
【００２１】
ロッド３２，３３の先端部３２ａ，３３ａは段差形状になっている。そして、ロッド３２，３３の先端面３２Ｓ，３３Ｓの面積および形状が、それぞれ、プレス金型２のプレス面２Ｓの面積および形状と等しい。従って、プレス装置３１は、前記第１実施形態のプレス装置１と同様の作用効果を奏するとともに、プレス圧力を上パンチ側と下パンチ側の２つに分けることができる。この結果、上パンチ用ロッド３２および下パンチ用ロッド３３にそれぞれかかる負荷を小さくすることができ、プレス装置３１を小型にできる。
【００２２】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る積層セラミック電子部品のプレス装置は、前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。例えば、本発明は、積層型コンデンサに限らず、積層型ＬＣフィルタや高周波モジュールのような積層型セラミック電子部品にも適用できる。
【００２３】
また、プレス面とパンチ用ロッド先端面の形状は同一の面積および形状であれば、正方形の他に、長方形や円形など任意の形が選択される。さらに、ロッドの先端部の形状も任意であり、図３に示すように、先端部４５ａがテーパ部４５ａａと直線部４５ａｂを組み合わせた形状を有したロッド４５であってもよい。あるいは、図４に示すように、先端部５５ａがテーパ部５５ａａと二つの互いに異なる径を有する直線部５５ａｂ，５５ａｃを組み合わせた形状を有したロッド５５であってもよい。これらの場合、ロッド４５，５５の先端面４５Ｓ，５５Ｓの面積および形状は、それぞれ、プレス金型２のプレス面２Ｓの面積および形状と略等しい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、ロッドのパンチ側先端面の面積および形状が、プレス金型の上金型と下金型が対向して形成するプレス面の面積および形状と等しくなるように設定しているので、プレス面で面圧が容易に一定になり、プレス後のセラミック積層ブロックの厚みのばらつきが低減する。さらに、パンチの変形量も小さくなり、変形時の異音が小さくなったり、平面精度維持が容易になったり、繰り返し疲労による部品破損が少なくなったりする。また、プレス金型の高さを大きくする必要もなくなり、プレス金型の製造コストおよび重量の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層セラミック電子部品のプレス装置の第１実施形態を示す一部断面図。
【図２】本発明に係る積層セラミック電子部品のプレス装置の第２実施形態を示す一部断面図。
【図３】本発明に係る積層セラミック電子部品のプレス装置の他の実施形態を示す一部断面図。
【図４】本発明に係る積層セラミック電子部品のプレス装置の別の他の実施形態を示す一部断面図。
【図５】従来の積層セラミック電子部品のプレス装置を示す一部断面図。
【符号の説明】
１，３１…プレス装置
２…プレス金型
２Ｓ…プレス面
３…下金型
５…上金型
１１…上パンチ
１２…下パンチ
１５，３３，４５，５５…下パンチ用ロッド
３２…上パンチ用ロッド
１５Ｓ，３２Ｓ，３３Ｓ，４５Ｓ，５５Ｓ…先端面
【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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