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【発明の名称】 積層型電子部品の製造方法および製造装置
【発明者】 【氏名】須藤 純一
【住所又は居所】東京都中央区日本橋一丁目13番1号 TDK株式会社内

【氏名】吉田 政幸
【住所又は居所】東京都中央区日本橋一丁目13番1号 TDK株式会社内

【氏名】進藤 宏史
【住所又は居所】東京都中央区日本橋一丁目13番1号 TDK株式会社内

【氏名】渡辺 源一
【住所又は居所】東京都中央区日本橋一丁目13番1号 TDK株式会社内

【要約】 【課題】グリーンシートから仮基体を剥離する際に生じるグリーンシートの破損、変形等を防止する。

【解決手段】ベースプレート110内に超音波アクチュエータ111を埋設し、グリーンシート10および仮基体11に超音波振動を印加する。超音波振動により、グリーンシート10と仮基体11と接着力が低減し、仮基体11をより少ない力で剥離することができる。また、仮基体11の一部に超音波ヘッド71を摺接しながらグリーンシートを横方向に移動し、仮基体11を剥離することも可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
グリーンシートを積層した積層型電子部品の製造方法において、
仮基体に貼着された前記グリーンシートに超音波を印加する工程と、
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する工程とを有する積層型電子部品の製造方法。
【請求項2】
前記グリーンシートの各部分に対して同時に超音波を印加することを特徴とする請求項1に記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項3】
前記グリーンシートの各部分に対して順に超音波を印加することを特徴とする請求項1に記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項4】
超音波を印加するための超音波ヘッドを前記仮基体の側の一部に当接させながら、前記仮基体と前記超音波ヘッドとを相対的に移動させることにより、前記グリーンシートの各部分に対して順に超音波を印加することを特徴とする請求項3に記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項5】
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離した後に、前記グリーンシートを積層することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項6】
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する前に、前記グリーンシートを積層することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の製造方法。
【請求項7】
グリーンシートを積層した積層型電子部品の製造方法において、
前記仮基体および前記グリーンシートの物理特性に基づき、超音波印加条件を決定する工程と、
前記超音波印加条件に基づき、仮基体に貼着された前記グリーンシートに超音波を印加する工程と、
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する工程とを有する積層型電子部品の製造方法。
【請求項8】
前記グリーンシートはセラミック材料を含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項9】
前記仮基体は、前記グリーンシートの音響インピーダンスよりも大きな音響インピーダンスを有する樹脂、金属、ガラス、若しくはセラミックス、またはこれらを含むコンポジットからなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項10】
前記仮基体の前記グリーンシートが接する面には、離型処理がなされていることを特徴とする請求項9に記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項11】
グリーンシートを積層した積層型電子部品の製造装置において、
仮基体に貼着された前記グリーンシートに超音波を印加する超音波印加手段と、
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する剥離手段とを有する積層型電子部品の製造装置。
【請求項12】
前記超音波印加手段は、前記グリーンシートの各部分に対して同時に超音波を印加することを特徴とする請求項11に記載の積層型電子部品の製造装置。
【請求項13】
前記超音波印加手段は、前記グリーンシートの各部分に対して順に超音波を印加することを特徴とする請求項11に記載の積層型電子部品の製造装置。
【請求項14】
超音波を印加するための超音波ヘッドを前記仮基体の側の一部に当接させながら、前記仮基体と前記超音波ヘッドとを相対的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項13に記載の積層型電子部品の製造装置。
【請求項15】
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離した後に、前記グリーンシートを積層する積層手段を備えたことを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の積層型電子部品の製造装置。
【請求項16】
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する前に、前記グリーンシートを積層する積層手段を備えたことを特徴とする請求項11乃至14のいずれかに記載の製造装置。
【請求項17】
グリーンシートを積層した積層型電子部品の製造装置において、
前記仮基体および前記グリーンシートの物理特性に基づき、超音波印加条件を決定する決定手段と、
前記超音波印加条件に基づき、仮基体に貼着された前記グリーンシートに超音波を印加する超音波印加手段と、
前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する剥離手段とを有する積層型電子部品の製造装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、積層型電子部品の製造方法および製造装置に関し、詳しくはチップ型のキャパシタ、インダクタ等の積層型電子部品に用いられるグリーンシートからPETフィルム等の仮基体を剥離するための製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の電子機器の小型化に伴い、電子部品の高密度実装の要求が高まりつつあり、電子部品を高密度実装するために、表面実装用のチップ型のキャパシタ、インダクタ等の積層型電子部品が広く用いられている。高密度実装に対する要求は止まるところを知らず、積層型電子部品の一層の小型化が要求されている。
【0003】
一般に、積層型電子部品は、セラミック等の絶縁体層上に導体パターンを形成したグリーンシートを積層することにより構成されている。このグリーンシートは、部品の小型化に伴い、その厚さが薄くなってきており、近年では数マイクロメートルの厚さのものが用いられるようになっている。
【0004】
このように1枚のグリーンシートは極めて薄く破損し易いことから、積層前のグリーンシートはPETフィルムなどの仮基体上に形成されている。そして、仮基体によってグリーンシートを保持しながら、積層ステージ上にグリーンシートを下方に向けて順に積層し、仮基体の上からグリーンシートの積層体に向けて加圧および加熱を行うことにより、グリーンシート同士が接着される。このようにして、グリーンシートを積層した後、不要となった仮基体がグリーンシートから剥離される。かかる処理を繰り返すことにより、複数枚のグリーンシートからなる積層体が完成する。すなわち、この方法においては、グリーンシートを積層した後に仮基体が剥離される。
【0005】
上述の仮基体をグリーンシートから剥離する方法として、上述の方法以外に、グリーンシートを積層する前に仮基体をグリーンシートから剥離し、グリーンシートのみを積層する方法もある。
【0006】
しかしながら、前者の方法、すなわちグリーンシートを積層した後に仮基体を剥離する方法においては、仮基体とともにグリーンシートを重ね合わせ、仮基体の側から加熱・加圧が行われる。このため、グリーンシート同士の接着力が増大されるだけでなく、グリーンシートと仮基体との接着力も大きくなってしまう。このため、仮基体をグリーンシートから剥離する際に、グリーンシートに過大なストレスが加わり、グリーンシートの破損、導体パターンの変形、積層体の欠陥等の問題が生じてしまう。
【0007】
通常、剥離を容易にするため、グリーンシートに接合する側の仮基体の表面にはシリコン処理等の離型処理(撥水処理)が施されているが、近年のグリーンシートの薄型化により上述の問題を回避することは困難である。グリーンシートの膜厚が薄くなってきたことによりグリーンシートの機械的強度が低下し、一方において、グリーンシートと仮基体との接着力はグリーンシートの膜厚によらず一定であるため、グリーンシートは以前よりも破損し易くなったと言える。
【0008】
また、後者の方法、すなわち、予め仮基体をグリーンシートから剥離し、グリーンシートのみを積層する方法においても、同様の問題が生じる。すなわち、グリーンシートから仮基体を剥離する際に、仮基体、グリーンシートに過大にストレスが加わり、グリーンシート、導体パターンの変形、破損等の問題が生じてしまう。
【0009】
さらに、仮基体表面のシリコン離型処理を強化し、グリーンシートと仮基体の付着力を弱くすることにより、剥離を容易にすることも考えられる。しかしながら、一般に付着力を弱めるためには仮基体の「撥水性」を高める必要があるが、仮基体の撥水性を高くしすぎると、仮基体上にグリーンシートを形成する際にグリーンシートをはじき易くなる。すなわち、仮基体の「漏れ性(親水性)」が悪化してしまい、仮基体上にグリーンシートを形成する際に、グリーンシートにピンホール等が生じることがある。膜厚の薄いグリーンシートにおいては、かかる問題は顕著であり、均一なグリーンシートを作成することが困難となってしまう。
【0010】
上述の問題に鑑み、従来より様々な技術が案出されてきている。グリーンシートの剥離を容易にするために、PETフィルム上に形成されたセラミック生シートを加熱圧着した後、キャリアフィルム等のPETフィルムを線剥離する方法が案出されている(例えば、特許文献1)。すなわち、この方法は、積層するシートに対して、温度70℃および圧力100Kg/cmを10秒間印加した後にPETフィルムを線剥離することにより、剥離が容易になり、セラミック生シートの破損等の問題が回避されるというものである。
【0011】
しかしながら、上述の条件でセラミックシートの圧着を行った場合、セラミック生シートおよびPETフィルムの温度が全体的に上昇し、塑性変形が生じやすくなり、PETフィルムとセラミック生シートとの付着強度が増加してしまう。この結果、PETフィルムの剥離が不完全になり易いという欠点がある。
【0012】
また、他の従来技術として、離型性を有するステンレス板(仮基体)上に導体を形成し、ステンレス板を変形させることにより、ステンレス板から導体を剥離させる転写積層方法が案出されている(例えば、特許文献2)。しかしながら、当該方法においては、ステンレス板の離型性を利用している点において、従来の剥離方法と実質的な差違はなく、上述の問題を回避することは困難である。
【0013】
さらに、他の従来技術として、超音波を用いて、連続状シートに付着したシート素材(軟質体)を剥離する方法が案出されている(例えば、特許文献3)。かかる方法においては、超音波加振部から発せられた超音波を吸引機構に伝達させ、この吸引機構から超音波を剥離シートに印加しながら剥離シートの剥離が行われている。
【0014】
しかしながら、この従来技術は、セラミック材料からなるグリーンシートのようにシート素材を積層する構成に関するものではない。また、この従来技術は、グリーンシートを移動させながら、グリーンシートの一部に超音波を印加する構成を開示するものではない。
【特許文献1】特開平5−47595号公報
【特許文献2】特開平2003−17351号公報
【特許文献3】特開平11−114896号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、グリーンシートから仮基体の剥離を容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上述の課題を解決するために、本発明は、グリーンシートを積層した積層型電子部品の製造方法において、仮基体に貼着された前記グリーンシートに超音波を印加する工程と、前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する工程とを有する。
【0017】
これにより、グリーンシートと仮基体との接着力が弱まり、グリーンシートから仮基体を容易に剥離することができる。
【0018】
また、本発明は、前記グリーンシートの各部分に対して同時に超音波を印加し、若しくは、前記グリーンシートの各部分に対して順に超音波を印加する。
【0019】
さらに、本発明は、超音波を印加するための超音波ヘッドを前記仮基体の側の一部に当接させながら、前記仮基体と前記超音波ヘッドとを相対的に移動させることにより、前記グリーンシートの各部分に対して順に超音波を印加する。
【0020】
また、本発明は、前記仮基体を前記グリーンシートから剥離した後に、前記グリーンシートを積層し、若しくは、前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する前に、前記グリーンシートを積層する。
【0021】
さらに、本発明は、グリーンシートを積層した積層型電子部品の製造方法において、前記仮基体および前記グリーンシートの物理特性に基づき、超音波印加条件を決定する工程と、前記超音波印加条件に基づき、仮基体に貼着された前記グリーンシートに超音波を印加する工程と、前記仮基体を前記グリーンシートから剥離する工程とを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下に、図面を参照しながら本発明の最良の実施の形態を説明する。
(第1実施例)
図1は、第1実施例に係る積層型電子部品の製造装置の概略図である。この製造装置は、グリーンシートの積層を行うための製造装置本体1、および当該製造装置本体1を制御するためのコントローラ2より構成されている。
【0023】
製造装置本体1は、概略、台101、加熱・加圧プレート120、駆動装置122,スタックステージ130、吸着搬送プレート140、ベースプレート110を備えて構成されている。台101の上面にはスタックステージ130が配設されており、このスタックステージ130上においてグリーンシートの積層体330が形成される。スタックステージ130内部にはヒータ131が埋め込まれており、ヒータ131によりグリーンシートを下から加熱することができる。また、ヒータ131は温度センサを有しており、温度センサから出力された検出信号はコントローラ2に入力されている。コントローラ2は検出信号に基づきヒータ131の温度を制御することが可能となっている。
【0024】
スタックステージ130上には、グリーンシートを仮固定するための仮接着フィルム(未図示)が載置されている。この仮接着フィルムは、発泡粘着シート、UV剥離シートなどにより構成されており、グリーンシート積層体の積層工程が終了するまでの間、グリーンシート積層体を固定するものである。なお、積層工程が終了した後には、グリーンシート積層体が仮接着フィルムから剥離される。
【0025】
加熱・加圧プレート120には駆動装置122が固着されており、この駆動装置122によって加熱・加圧プレート120を上下動させることができる。加熱・加圧プレート120内部にはヒータ121が埋設されており、ヒータ121によって加圧プレート120が加熱される構成となっている。
【0026】
台101の近傍にはベースプレート110が配設されており、さらにベースプレート110内には超音波アクチュエータ111が埋設されている。超音波アクチュエータ11は、グリーンシートの面に対して縦振動を印加するためのものであるが、横振動を用いても良い。ベースプレート110上には、仮基体が付着したグリーンシートが載置されており、このグリーンシートに超音波を印加することにより、グリーンシートからの仮基体の剥離を容易に行う事が可能となる。ベースプレート110内には吸着装置が埋設されており、吸着装置により仮基体を吸着および保持することが可能である。
【0027】
ベースプレート110の上方にはグリーンシートを吸着しながら搬送するための吸着搬送プレート140が設けられている。この吸着搬送プレート140には水平方向駆動装置141,垂直方向駆動装置142が設けられており、吸着プレート140が水平方向および垂直方向に移動させられる。すなわち、グリーンシートをベースプレート110からスタックステージ130上まで移動させることが可能となる。
【0028】
図2は、コントローラ2の構成を表すブロック図である。コントローラ2は、バス200、CPU201、メモリ202、ハードディスクドライブ203、表示部204、入力部205、A/Dコンバータ206、D/Aコンバータ207,ディジタルインターフェース208を備えて構成されている。
【0029】
バス200はデータバスおよびアドレスバスより構成されており、CPU200とメモリ202等の間でデータの受け渡しを行う機能を有している。メモリ202はCPU201の動作用のワークメモリとして使用されるものであり、ハードディスクドライブ203は制御プログラムを記憶するためのものである。また、表示部204は液晶表示器、LED表示器等により構成されており、オペレータに対して制御プログラムの動作条件および製造装置1の動作条件等を表示するためのものである。入力部205はボタン、キーボード等により構成されており、製造装置の動作条件等を入力する機能を有している。
【0030】
A/Dコンバータ206は温度センサからのアナログ信号をディジタル信号に変換し、CPU201に送出するためのものである。D/Aコンバータ207はCPU201において決定された超音波の振幅指示信号、周波数指示信号をアナログ信号に変換し、超音波アクチュエータ111に送出するためのものである。これにより、超音波アクチュエータ111は、これらの信号に基づく振幅および周波数を有する超音波を発生する。また、D/Aコンバータ207は、CPU201によって決定されたヒータ制御信号をアナログ信号に変換する機能も有している。CPU201は温度センサからの信号に基づき、グリーンシート積層体の温度が設定温度になるようにヒータ制御信号を決定し、このヒータ制御信号に基づきヒータ121,131の温度を制御することが可能である。
【0031】
ディジタルインターフェース208は、製造装置本体1の各種動作を制御する信号を送出するためのものである。すなわち、駆動装置122,141,142動作等を指示するための信号がディジタルインターフェース208から出力される。駆動装置122,141,142等はこれらの信号に基づき、搬送吸着プレート140または加熱・加圧プレート120を所定方向に移動させる構成となっている。
【0032】
図3は本実施例に係るグリーンシートの断面図を表している。グリーンシート10はセラミック材料等から構成されたシート形状をなしており、以下の工程により形成される。先ず、誘電体材料若しくは磁性体材料、有機バインダ、有機溶剤からなるスラリーをPET等の樹脂系フィルムからなる仮基体11上においてドクターブレード法を用いて所定厚さに塗布した後に十分に乾燥させる。その後、スクリーン印刷法等を用いて金属粉末含有ペーストからなる金属パターン12をグリーンシート10上に形成する。以上の工程により、1枚のグリーンシート10が完成する。なお、グリーンシートは、図3のようにカード状のものに限定されることなく、テープ状のものであっても良い。
【0033】
なお、上述の仮基体11は、シリコン離型処理されたPET、PE、PPなどの樹脂系フィルム、またはNi/PTFE離型処理されたステンレス板などの金属板を用いることが可能である。
【0034】
グリーンシートは上述のように軟質材料を含んでいるため、例えば、音速は1,500m/sec、音響インピーダンスは1.5kg/m・S×10のように比較的に低い値を示す。これに対して、仮基体はPETフィルム若しくは金属などの硬質材料からなるため、音速は3,000〜5,000m/sec、音響インピーダンスは3〜5kg/m・S×10となる。すなわち、グリーンシート10の音響インピーダンスより仮基体11の音響インピーダンスが大きいことがこの結果から確認できる。
【0035】
続いて、図4〜図8を用いて本実施例に係る製造方法を説明する。図4〜図7は、仮基体の剥離からグリーンシートの積層までの工程を順に示す図であり、図8は本実施例に係る当該工程を説明するためのフローチャートである。
【0036】
先ず、図4に示されたように、仮基体11が付されたグリーンシート10をベースプレート110上に載置しておく、オペレータはコントローラ2を操作することにより、ヒータ121,131をオンにし、加圧・加熱プレート120およびスタックステージ130を加熱し始める(ステップS61)。さらに、コントローラ2は超音波アクチュエータ111を駆動し、ベースプレート110上の仮基体11の側に超音波振動を印加する(ステップS62)。仮基体11とグリーンシート10とに超音波が印加されることにより、両者の当接面における接着力が低下する。すなわち、グリーンシート10の音響インピーダンスは仮基体11の音響インピーダンスと異なることから、両者の当接面の接着力が低下する。
【0037】
この状態において、コントローラ2は駆動装置142を駆動し、吸着搬送プレート140はグリーンシート140に向けて下降し始める。そして、吸着搬送プレート140はグリーンシート10を吸着しながら、グリーンシート10を上方に引き上げる(図4参照)。これにより、グリーンシート10が仮基体11から剥がされる(ステップS63)。上述のように、超音波印加によりグリーンシート10と仮基体11との接着力は低下しているため、仮基体11をグリーンシート10から容易に剥離することが可能となる。
【0038】
続いて、駆動装置141は吸着搬送プレート140をスタックステージ130上に向けて搬送し(ステップS64,図5参照)、グリーンシート10をグリーンシート積層体10a上に載置する(図6参照)。なお、グリーンシート積層体10aは仮接着フィルム132を介してスタックステージ130上に形成されているものである。
【0039】
吸着搬送プレート140はグリーンシート10をグリーンシート積層体10a上に載置すると、元の位置、すなわちベースプレート110上に待避する。そして、加熱・加圧プレート120は載置されたグリーンシート10をグリーンシート積層体10aに圧着する(ステップS65、図7参照)。これにより、グリーンシート10がグリーンシート10a上に積層される。このようにして、所定枚数のグリーンシートの積層が終了するまで(ステップS66でYES)、ステップS61〜S65の処理が繰り返される。グリーンシート積層体10aの積層が終了すると、コントローラ2は処理を終了する。
【0040】
なお、上述の加熱・加圧工程(ステップS65、図7)において、吸着搬送プレート140を待避させずに、吸着搬送プレート140とともにグリーンシート10を加熱および加圧しても良い。
【0041】
上述の製造方法において印加すべき超音波、温度、圧力は以下の数値であることが望ましい。
超音波振動モード:好ましくは縦振動
超音波周波数:15〜40KHz(好ましくは20KHz)
超音波振動振幅:6〜60μm(好ましくは6〜20μm)
スタックステージ温度:室温〜60℃(好ましくは室温〜40℃)
超音波ヘッドユニット温度:室温〜60℃(好ましくは室温)
プレス圧力:0.5〜20Kg/cm(好ましくは5〜10Kg/cm
超音波印加時間:0.1〜3秒(好ましくは0.3〜1秒)
また、超音波振動の印加により、グリーンシート10と仮基体11との付着力をピール強度で評価した結果を以下に示す。
仮基体材質 超音波なし 超音波あり
PET 0.2〜0.5 0.05〜0.1
SUS 0.4〜0.6 0.05〜0.1
【0042】
ここで、PETは表面にシリコン処理がなされており、SUSは表面にニムフロン処理(Ni/PTFEの共析めっき処理)がなされているものとする。一般に、ピール強度と付着力には相関関係があり、上述の結果から超音波振動の印加により仮基体とグリーンシートとの付着力が大きく低下することが確認できる。すなわち、グリーンシートと、PET等の仮基体とは音響インピーダンスに数倍の差があるため、印加された超音波のエネルギーがグリーンシートと仮基体との当接面に集中し、付着力が低下する。この結果、より少ない力で仮基体をグリーンシートから剥離することができ、グリーンシートの変形、破損、積層体の構造欠陥、電気特性の不良等の諸問題を回避することが可能となる。さらには、グリーンシートの変形を防止できることから、グリーンシートの積層精度の向上を図ることも可能となる。
【0043】
上述のように、シリコン離型処理を強化しなくても、グリーンシートと仮基体との接着力を弱めることができるので、いわゆる仮基体の「漏れ性(親水性)」を悪化させずに済む。このため、グリーンシートを仮基体上に形成する際に、グリーンシートにピンホール等の欠陥が生じるのを防止することも可能となる。
【0044】
(第2実施例)
続いて、図9、図10を参照しながら、本発明の第2実施例に係る積層型電子部品の製造方法および製造装置を説明する。本実施例は、第1実施例とは異なり、グリーンシート10の一部に超音波を印加しながら移動させることを特徴としたものである。
【0045】
図9に示されたように、ベースプレート70の端部には超音波ヘッド71が設けられている。また、ベースプレート70に隣接して仮基体吸着プレート72が配設されている。この仮基体吸着プレート72は、仮基体11を吸着しながら上下動自在に構成されている。これにより、ベースプレート70上から搬送されたグリーンシートから仮基体のみを下方に吸引することにより、仮基体11を剥離可能なものである。
【0046】
以上の構成を有する製造装置の作用を以下に説明する。先ず、図9のベースプレート70上に、仮基体11が付されたグリーンシート10を載置し、吸着搬送プレート140によりグリーンシート10を吸着しながらベースプレート70の水平方向(図中、右方向)に移動させる。このとき、仮基体11の面の一部には超音波ヘッド71が当接しており、仮基体11の水平方向への移動に伴い、仮基体11の前端部から後端部まで順に超音波が印加される。結果として、仮基体11のすべての部分に超音波が印加され、仮基体11とグリーンシートとの接着力が弱まる。
【0047】
グリーンシート10が仮基体吸着プレートまで搬送されると、仮基体吸着プレート72は仮基体11を吸着しながら、下方に移動する。このとき、グリーンシート10は吸着搬送プレート140により吸着および保持されているため、仮基体11がグリーンシート10から剥離される。上述のように、仮基体11とグリーンシート10との接着力は弱まっているため、より少ない力で仮基体11を剥離することができる。
【0048】
続いて、吸着搬送プレート140はグリーンシート10をスタックプレート130に向けて搬送し、グリーンシート積層体10a上に載置する。以下、第1実施例と同様に、加圧・加熱プレート120によりグリーンシート10をグリーンシート積層体10a上に圧着する(図5〜図7参照)。
【0049】
なお、上述の加熱・加圧工程(図7)において、吸着搬送プレート140を待避させずに、吸着搬送プレート140とともにグリーンシート10を加熱および加圧しても良い。
【0050】
本実施例においても第1実施例と同様の効果を奏することが可能である。すなわち、仮基体をグリーンシートから容易に剥離することができ、グリーンシートの変形、破損、積層体の構造欠陥、電気特性の不良等の諸問題を回避することが可能となる。
【0051】
(第3実施例)
続いて、図11〜図15を参照しながら、本発明の第3実施例に係る製造方法および製造装置を説明する。図11〜図14は本実施例に係る積層工程の概略を表しており、図15は当該工程を説明するためのフローチャートである。
【0052】
図11に示されたように、本実施例においては、第2実施例に係るベースプレート110に超音波アクチュエータを設ける代わりに、グリーンシート10を搬送するための吸着搬送プレート145に超音波アクチュエータ146を設けている。すなわち、吸着搬送プレート145には超音波アクチュエータ146が埋設されており、グリーンシート10を吸着しながら仮基体11の側に超音波振動を印加することが可能となっている。以下に本実施例に係る製造方法を説明する。
【0053】
先ず、オペレータはコントローラ2を操作することにより、ヒータ121,131をオンにし、加圧・加熱プレート120およびスタックステージ130を加熱し始める(ステップS151)。さらに、コントローラ2は駆動装置141を駆動し、吸着搬送プレート145をベースプレート110上のグリーンシート10に向けて降下させる。なお、グリーンシート10は、仮基体11を上側としてベースプレート110上に載置されている。
【0054】
コントローラ2はグリーンシート10とともに仮基体11の側を吸着する。そして、吸着搬送プレート145はグリーンシート10をグリーンシート積層体10a上に搬送し、グリーンシート10の吸着を停止する。これにより、グリーンシート10が仮基体11とともにグリーンシート積層体10上に載置される(ステップS152)。
【0055】
吸着搬送プレート145はベースプレート110上に待避し、加熱加圧プレート120がグリーンシート10をグリーンシート積層体10aに圧着する(ステップS153、図13参照)。これにより、グリーンシート10がグリーンシート積層体10aに接着される。
【0056】
続いて、吸着搬送プレート145はグリーンシート積層体10a上まで再度移動し、グリーンシート10aに付された仮基体11を吸着し、超音波アクチュエータ146をオンにしながら剥離する(ステップS154〜ステップS155,図14)。このとき、仮基体11およびグリーンシート10には超音波が印加されるため、音響インピーダンスの相違により、両者の当接面に超音波振動エネルギーが集中する。これにより、仮基体11とグリーンシート10との接着力が低下しているため、仮基体11をより少ない力で剥離することが可能となる。そして、所定枚数のグリーンシート10の積層が終了するまで(ステップS156でYES)、上述の処理を繰り返し実行し、所望のグリーンシート積層体10aが完成する。
【0057】
なお、上述の加熱・加圧工程(ステップS153,図13)において、吸着搬送プレート145を待避させずに、吸着搬送プレート145とともにグリーンシート10を加熱および加圧しても良い。
【0058】
本実施例においても上述の実施例と同様の効果を奏することが可能である。すなわち、より少ない力で仮基体をグリーンシートから剥離することができ、グリーンシートの変形、破損、積層体の構造欠陥、電気特性の不良等の諸問題を回避することが可能となる。
【0059】
(第4実施例)
続いて、図16〜図20を参照しながら、本発明の第4実施例に係る製造方法および製造装置を説明する。本実施例においては、図19に示されたように、仮基体11が付されたグリーンシート10をグリーンシート積層体10aに圧着した後、超音波ヘッド150により仮基体11に部分的に超音波振動が印加される構成となっている。
【0060】
このように構成された製造装置において、吸着搬送プレート140はグリーンシート10を吸着しながら、グリーンシート積層体10a上に搬送する(図16)。吸着搬送プレート140は仮基体11の側を吸着しているため、グリーンシート10の側が下向きとなっている。吸着搬送プレート140はグリーンシート10をグリーンシート積層体10a上に載置した後(図17)、ベースプレート110上に待避する。そして、加熱加圧プレート120がグリーンシート10をグリーンシート積層体10aに圧着する(図18)。
【0061】
続いて、超音波ヘッド150は仮基体11に摺接しながら、矢印の方向に移動する(図19)。これにより、超音波振動が仮基体11の全体に印加され、仮基体11とグリーンシート10との接着力が低下する。
【0062】
なお、超音波ヘッド150を仮基体11の全体に摺接させずに、一部だけに摺接させても良い。この状態において、吸着搬送プレート140はグリーンシート積層体10a上まで再度移動し、グリーンシート10aに付された仮基体11を吸着しながら剥離する(図20)。上述の超音波印加工程により、グリーンシート10と仮基体11との接着力は低下しているため、仮基体11をより少ない力で剥離することが可能となる。そして、所定枚数のグリーンシート10の積層が終了するまで、上述の処理を繰り返し実行し、所望のグリーンシート積層体10aが完成する。
【0063】
なお、上述の加熱・加圧工程(図18)において、吸着搬送プレート140を待避させずに、吸着搬送プレート140とともにグリーンシート10を加熱および加圧しても良い。
【0064】
本実施例においても、上述の実施例と同様に、より少ない力で仮基体をグリーンシートから剥離する容易に剥離することができ、グリーンシートの変形、破損、積層体の構造欠陥、電気特性の不良等の諸問題を回避することが可能となる。
【0065】
(第5実施例)
続いて、第5実施例に係る製造装置を説明する。この製造装置は、上述の第3実施例の変形例であり、グリーンシートの膜厚、セラミック材料の材質等の条件をコントローラに入力することにより、自動的に積層工程のプロファイルを決定可能なものである。
【0066】
プロファイルは実験等により予め作成されたものが使用される。すなわち、グリーンシートの膜厚等の複数の条件の各々を変化させながら、予め最適な超音波振動の振幅、周波数、加熱温度、加圧値を測定し、これらの数値をプロファイルとしてコントローラ2のハードディスクドライブ203を記憶させておく。実際の積層工程においては、グリーンシートの膜厚等の様々な条件をコントローラ2に入力することにより、コントローラ2は最適なプロファイルをハードディスクドライブ202から読み出し、このプロファイルに基づいた積層工程を実行することができる。
【0067】
図21に示されたフローチャートを用いて、本実施例に係る製造方法の概略を説明する。先ず、オペレータによる操作或いはセンサ検出による物理特性パラメータをコントローラ2に入力する(ステップS701〜S704)。入力された条件に基づき、コントローラ2は最適なプロファイルをデータベースから読み出し、必要に応じて演算処理した上で(ステップ721)、出力プロファイルを決定する(ステップS705)。
【0068】
続いて、コントローラ2はスタックステージ130および加熱・加圧プレート120の各々に設けられたヒータを出力プロファイルに準じて加熱する(ステップS706)。なお、ヒータは図21のフローチャートのサイクル毎にONさせる必要が無い場合は、ステップS706はSTART時のみで良く、ヒータ温度が所定温度に達したのを確認した上でフローを開始しても良い。
【0069】
ヒータが所定温度に制御された後、吸着搬送プレート145はグリーンシート10を吸着しながら(ステップS707)、グリーンシート積層体10aへと搬送する(ステップS708)。その後コントローラ2は決定された出力プロファイルに従い、圧力や超音波アクチュエータの周波数および振幅などを制御し、熱圧着および剥離作業を実行する(ステップS709〜S711)。
【0070】
さらに、より詳細な例としては、先ず、オペレータはグリーンシートの大きさ、膜厚をコントローラ2に入力する(ステップS701)。同様に、オペレータは、セラミック材料の材質、粒径を入力するとともに(ステップS702)、有機バインダの軟化点、量を入力する(ステップS703)。さらに、コントローラ2は、製造装置本体1が設置されている室温をセンサを用いて測定する(ステップS704)。このようにして入力された条件に基づき、コントローラ2は最適なプロファイルをハードディスクドライブ203から読み出し、メモリ202に展開する(ステップS705)。
【0071】
続いて、コントローラ2はスタックステージ130および加熱・加圧プレート120の各々に設けられたヒータを加熱する(ステップS706)。なお、ヒータの加熱プロファイルは、一定に制御するだけではなく、積層工程の処理内容に応じて時間とともに変化させることも可能である。
【0072】
ヒータが所定温度に制御された後、吸着搬送プレート145はグリーンシート10を吸着しながら(ステップS707)、グリーンシート積層体10aへと搬送する(ステップS708)。加圧・加熱プレート120はグリーンシート10を加圧する(ステップS709)。コントローラ2は決定されたプロファイルに従い、超音波アクチュエータの周波数および振幅を制御し、グリーンシート10に超音波を印加する(ステップS710)。なお、超音波のプロファイルについても、単にオン、オフの制御を行うだけでなく、振幅、周波数を可変することも可能である。例えば、グリーンシート10に対して印加する超音波の振幅を時間とともに徐々に大きくしたり、逆に、小さくする等の制御を行っても良い。また加圧についても時間に伴い可変する制御を行うことが可能である。
【0073】
グリーンシート10を積層した後、吸着搬送プレート145は仮基体11を剥離する(ステップS711)。このとき、吸着搬送プレート145に設けられた応力センサを用いて、剥離に要する応力を測定する(ステップS712)。もし、剥離に必要な応力が所定値を超えた場合には、グリーンシート10の変形等の可能性が増加するため、コントローラ2はプロファイルを自動的に変更する(ステップS713)。このようにして変更されたプロファイルに基づき、次のグリーンシート10の積層工程が実行される。以上の処理により、全てのグリーンシート10の積層が終了すると(ステップS714)、コントローラ2は装置本体1の動作を停止させる。
【0074】
本実施例によれば、グリーンシート等の条件に応じて最適なプロファイルを用いて仮基体の積層工程を実行できるため、上述の実施例における効果をより確実に得ることができる。
【0075】
なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することが可能である。例えば、上述の実施例においては積層セラミックキャパシタについて説明したが、積層型インダクタにおいても本発明を適用できることは言うまでもない。また、仮基体の材質は樹脂系フィルムに限定されることなく、可撓性を有しないステンレス板等の金属、ガラス、セラミックスまたはこれらのコンポジットであっても良い。なお、仮基体の表面処理は、シリコン・フッ素処理などの樹脂系離型処理、ニッケル・クロム・チタン・モリブデンなどの金属系離型処理、若しくはこれらを組み合わせたNi/PTFE共析めっき若しくはTi/N・Al/N等のコンポジット系離型処理であっても良い。
【0076】
さらに、超音波を印加する工程を2つに分けても良い。例えば、第1の超音波印加工程においては、グリーンシート同士の接着力を最も高めることができるプロファイルを使用し、第2の超音波印加工程においては、グリーンシートと仮基体との接着力が最も減少するようなプロファイルを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0077】
【図1】本発明の第1実施例に係る製造装置の概略を示す図である。
【図2】本発明の第1実施例に係るコントローラのブロック図である。
【図3】本発明の第1実施例に係るグリーンシートの断面図である。
【図4】本発明の第1実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図5】本発明の第1実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図6】本発明の第1実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図7】本発明の第1実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図8】本発明の第1実施例に係る製造方法を表すフローチャートである。
【図9】本発明の第2実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図10】本発明の第2実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図11】本発明の第3実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図12】本発明の第3実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図13】本発明の第3実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図14】本発明の第3実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図15】本発明の第3実施例に係る製造方法を表すフローチャートである。
【図16】本発明の第4実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図17】本発明の第4実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図18】本発明の第4実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図19】本発明の第4実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図20】本発明の第4実施例に係る製造方法を説明するための図である。
【図21】本発明の第5実施例に係る製造方法を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【0078】
1 製造装置本体
2 コントローラ
10 グリーンシート
10a グリーンシート積層体
11 仮基体
110 ベースプレート
111 超音波アクチュエータ
140 吸着搬送プレート
【出願人】 【識別番号】000003067
【氏名又は名称】TDK株式会社
【住所又は居所】東京都中央区日本橋1丁目13番1号
【出願日】 平成15年11月12日(2003.11.12)
【代理人】 【識別番号】100064447
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 正夫

【識別番号】100085176
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 伸晃

【識別番号】100106703
【弁理士】
【氏名又は名称】産形 和央

【識別番号】100096943
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 伸一

【識別番号】100091889
【弁理士】
【氏名又は名称】藤野 育男

【識別番号】100101498
【弁理士】
【氏名又は名称】越智 隆夫

【識別番号】100096688
【弁理士】
【氏名又は名称】本宮 照久

【識別番号】100102808
【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 憲通

【識別番号】100104352
【弁理士】
【氏名又は名称】朝日 伸光

【識別番号】100107401
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 誠一郎

【識別番号】100106183
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 弘司

【識別番号】100120064
【弁理士】
【氏名又は名称】松井 孝夫

【公開番号】 特開2005−150218(P2005−150218A)
【公開日】 平成17年6月9日(2005.6.9)
【出願番号】 特願2003−382463(P2003−382463)